[发明专利]一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器

摘要

一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器，其特征在于：由第一单模光纤、SPR传感器、液体槽、液体槽盖、第二单模光纤、光开关、第三单模光纤、LED光源、CCD摄像头、反射光栅、扩束器、图像存储硬盘、数据连接线以及计算机组成；在SPR传感器的两端分别连接第一单模光纤和第二单模光纤，将第一单模光纤的另一端口连接到扩束器，扩束器出射光线能垂直射到反射光栅上，将反射光栅安装在CCD摄像头前，第二单模光纤的另一端口和第三单模光纤一端分别接在光开关的两侧，第三单模光纤另一端与LED光源相连，图像储存硬盘与计算机用数据连接线连接。本发明灵敏度高、使用方便、成本较低，可以应用于检测各种环境指标及生理健康参数。

主权项

1.一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器，其特征在于：由第一单模光纤(1)、SPR传感器(2)、液体槽(3)、液体槽盖(4)、第二单模光纤(5)、光开关(6)、第三单模光纤(7)、LED光源(8)、CCD摄像头(9)、反射光栅(10)、扩束器(11)、图像存储硬盘(12)、数据连接线(13)以及计算机(14)组成；在SPR传感器(2)的两端分别连接第一单模光纤(1)和第二单模光纤(5)，将第一单模光纤(1)的另一端口连接到扩束器(11)，扩束器(11)的出射光线能垂直射到反射光栅(10)上，将反射光栅(10)安装在CCD摄像头(9)前，第二单模光纤(5)的另一端口和第三单模光纤(7)一端分别接在光开关(6)的两侧，第三单模光纤(7)另一端与LED光源(8)相连，SPR传感器(2)安装在液体槽(3)中，液体槽盖(4)可覆盖液体槽(3)，第一单模光纤(1)、第二单模光纤(5)、光开关(6)、第三单模光纤(7)、LED光源(8)、CCD摄像头(9)、反射光栅(10)、扩束器(11)均内嵌于图像储存硬盘(12)，液体槽(3)、液体槽盖(4)在图像储存硬盘(12)表面，图像储存硬盘(12)与计算机(14)用数据连接线(13)连接；LED光源(8)发出光线首先耦合进入第三单模光纤(7)，经过光开关(6)和第二单模光纤(5)后再经过浸没在待测溶液中的SPR传感器(2)，光线透过SPR传感器(2)后进入第一单模光纤(1)，扩束器(11)能将第一单模光纤(1)的出射光线扩大并使之垂直照射到反射光栅(10)上，反射光栅(10)产生的衍射光谱图像将由CCD摄像头(9)拍摄，拍摄到的衍射图像传输到计算机(14 )后经处理就可以得到待测溶液的浓度；不同浓度的溶液具有不同的折射率，光纤通过不同浓度的溶液就会产生不同程度的波长变化，让通过了SPR传感器(2)后的光线通过反射光栅(10)，不同波长的透射光线就会产生不同的光谱，这样由CCD摄像头(9)拍摄到的图像中的RGB像素点数量就会发生相应变化。