[发明专利]一种基于级联腔衰荡的双通道水质环境光纤传感装置及方法

摘要

一种基于级联腔衰荡的双通道水质环境光纤传感装置，包括依次设置的脉冲光源、两个光纤环型腔、光纤连接器、光电探测器、示波器及数据处理单元，光纤环型腔由一个2×2耦合器、一个1×2耦合器及一个传感单元组成，传感单元采用溶胶凝胶技术附着pH指示剂在光纤纤芯表面形成薄膜；当传感单元接触被测溶液时，指示剂与溶液中H+发生反应，导致光纤倏逝波吸收发生变化，使整个系统的输出光谱发生变化；最后通过时分复用技术将两个光纤环输出的光谱进行分析，得到被测溶液的PH值；本发明实现了化学领域PH值的测量，精度和灵敏度高，双通道极大增强了该装置的复用性，本发明可用于检测水质浑浊度及评估pH值。

主权项

一种基于级联腔衰荡的双通道水质环境光纤传感装置，包括光源(1)、光纤光路系统和数据处理系统，其特征在于：所述光源(1)为脉冲光源；所述光纤光路系统包括光纤环型腔和光纤连接器(7)，其中光纤环型腔有两个，分别为光纤环型腔A和光纤环型腔B，结构和参数均完全相同，光纤环型腔A由2×2耦合器一(2)、单模传输光纤、1×2耦合器一(3)以及传感单元一(6)组成，光纤环型腔B由2×2耦合器二(4)、单模传输光纤、1×2耦合器二(5)以及传感单元二(11)组成，2×2耦合器一(2)的一路输入与脉冲光源的输出连接，一路输出与2×2耦合器二(4)的一路输入连接，另一路输出与1×2耦合器一(3)的输入连接，1×2耦合器一(3)的一路输出接传感单元一(6)的一端，另一路输出接光纤连接器(7)，传感单元一(6)的另一端接2×2耦合器一(2)的另一路输入；2×2耦合器二(4)的一路输出置空，另一路输出与1×2耦合器二(5)的输入连接，1×2耦合器二(5)的一路输出接传感单元二(11)的一端，另一路输出接光纤连接器(7)，传感单元二(11)的另一端接2×2耦合器二(4)的另一路输入；所述数据处理系统包括光电探测器(8)、示波器(9)和数据处理单元(10)，光电探测器(8)的输入接光纤连接器(7)的输出，将光信号转化为电信号，并在示波器(9)上展示波形，最终到达数据处理单元(10)，数据处理单元(10)通过时分复用技术将两束波形进行分析处理。