[实用新型]一种基于法布里-珀罗干涉的光纤重金属离子传感器

说明书

本实用新型公开基于法布里‑珀罗干涉的光纤重金属离子传感器，包括单模光纤、石英玻璃毛细管、高硼硅玻璃、活性层；单模光纤插入石英玻璃毛细管的通孔内，石英玻璃毛细管的一侧端面与高硼硅玻璃的一侧端面固定连接；高硼硅玻璃的另一侧端面与活性层的一侧端面固定连接。利用光纤干涉的优点以及改性高分子化合物吸附重金属离子后导致其折射率和厚度的细微变化，从而引起干涉条纹的变化，依据高分辨率解调算法，可以快速方便高灵敏度地地测量环境中的重金属离子浓度，对环境或食品中的重金属污染情况进行有效评估。同时，可以通过高硼硅厚度变化引起的干涉条纹变化信息剔除活性层因环境温度变化引起的干涉条纹变化量，从而提高重金属离子的测量精度。

技术领域

本实用新型涉及重金属离子检测领域，特别是涉及一种基于法布里-珀罗干涉的光纤重金属离子传感器。

背景技术

随着国民经济和社会的快速发展，各种工业废水排放、污水灌溉、化肥不合理实用、空气污染等现象不断发生，环境、水资源、土壤受到重金属污染的现象日益严重。重金属离子很难降解，容易通过饮用水或食物链被人体不断吸收，重金属离子沉积和富集于人体内，超过一定浓度后就会对人体有毒，对身体产生直接危害，危及人类的健康。重金属元素被人体吸收后将导致蛋白质变性、酶失去活性、组织细胞出现结构和功能上的损害，因此，重金属含量的检测对人们的健康生活非常重要，研究对重金属离子有选择性的高灵敏检测方法有重要意义。

重金属含量的传统检测方法主要有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、原子荧光光谱法、质谱法、酶抑制法和电化学分析检测法。这些仪器的分析测试方法有各自的优点，但是检测繁琐，耗时长，操作复杂等缺点，一直困扰目前重金属离子的检测。现在急需一种能够方便快捷高灵敏度地检测重金属离子含量的传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于法布里-珀罗干涉的光纤重金属离子传感器，以解决上述现有技术存在的问题，能够高效地测定环境中的重金属离子含量。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种基于法布里-珀罗干涉的光纤重金属离子传感器，包括单模光纤、石英玻璃毛细管、高硼硅玻璃、活性层；

所述单模光纤插入所述石英玻璃毛细管内,所述单模光纤的一端伸出所述石英玻璃毛细管的一端；所述石英玻璃毛细管的另一端与所述高硼硅玻璃的一端固定连接；

所述高硼硅玻璃的另一端与所述活性层的一端固定连接。

优选地，所述石英玻璃毛细管的内径为126-128微米，外径为 1-2.5毫米；所述高硼硅玻璃的厚度为100-500微米。

优选地，所述石英玻璃毛细管与所述高硼硅玻璃相接触的端面、所述单模光纤与所述高硼硅玻璃相接触的端面都应具有12级或以上光洁度。

优选地，所述单模光纤和所述石英玻璃毛细管通过环氧胶固定连接。

本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型利用光纤干涉的优点以及改性高分子化合物吸附重金属离子后导致其折射率和厚度的细微变化，从而引起干涉条纹的变化，依据高分辨率解调算法，可以快速方便高灵敏度地地测量环境中的重金属离子浓度，从而能够对环境或食品中的重金属污染情况进行有效评估。同时，由于环境温度变化的时候会引起高硼硅玻璃的厚度变化，同时也会引起活性层厚度的变化，因此，可以通过高硼硅厚度变化引起的干涉条纹变化信息剔除活性层因环境温度变化引起的干涉条纹变化量，从而提高重金属离子的测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型基于法布里-珀罗干涉的光纤重金属离子传感器的结构图；