一种具有双微流体通道的双参量光纤传感检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术适用于光纤传感技术领域，提供了一种具有双微流体通道的双参量光纤传感检测装置，包括宽带光源，波分复用器，双参量传感头，耦合器，光谱分析仪；温度传感光纤置于微流体1通道内，折射率传感光纤置于微流体2通道内，微流体1通道和2通道之间通过两螺旋柱形通口结构相连接，微流体1通道左上方为流体入口，微流体2通道右下方为流体出口，在进行折射率和温度检测时，将待测液体注入流体入口，经过微流体1通道和2通道后从流体出口流出，并通过小型蠕动泵用一根塑胶套管连接流体入口和出口，使得待测液体可循环匀速流动于通道内，入射光源接头和信号接收接头分别与传感部分的光纤连接；宽带光源与入射光源接头连接，光谱分析仪与信号接收接头连接。

【技术实现步骤摘要】
一种具有双微流体通道的双参量光纤传感检测装置
本技术涉及光纤传感和生化医学领域，具体涉及一种具有双微流体通道的双参量光纤传感检测装置，可用于折射率和温度的测量。
技术介绍
光纤传感技术是随着光导纤维和光纤通信技术的发展而形成的崭新技术。由于光纤传感具有抗电磁干扰能力强、灵敏度高、结构紧凑、耐腐蚀等优点，已广泛应用于航空航天、生物医学、环境监测、化工等众多领域。近年来，随着光纤传感的普及和人们的需求日益增长，已有温度、折射率、曲率、湿度传感器等种类的光纤传感器应用于实际生产生活中。折射率和温度在生物医学、工业生产中是必不可少的两个重要参量，对其进行实时准确的同时测量在光纤传感领域具有重要的意义。光纤传感器靠传感头来感应外界环境的变化从而得到所需的参数信息，而这些传感器的传感头又及其敏感脆弱，易受外界干扰，导致传感测量效果不佳。因此传感头的制作和封装就显得尤其重要，封装好的传感头不仅可以有效避免外界干扰，保护传感结构不受破坏，还保证了测量的稳定性，从而大大增加了传感器的实用性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有双微流体通道的双参量光纤传感检测装置，通过监测输出透射谱中波长的变化来实现对外界物质的折射率和温度的同时测量。本技术是这样实现的，一种具有双微流体通道的双参量光纤传感检测装置，包括宽带光源，波分复用器，双参量传感头，耦合器，光谱分析仪；温度传感光纤置于微流体1通道中，折射率传感光纤置于微流体2通道中，微流体1通道左上方为流体入口，微流体2通道右下方为流体出口，在进行折射率和温度检测时，将待测液体注入流体入口，经过微流体1通道和2通道后从流体出口流出，并通过小型蠕动泵用一根塑胶套管连接流体入口和出口，使得待测液体可循环匀速流动于通道内，入射光源接头和信号接收接头分别与传感部分的光纤连接。微流体通道内将传感光纤两端拉直并穿过柱形塞微孔，灌胶封孔防止液体侧漏，柱形塞另一端传感光纤分别熔接光纤跳线。微流体1通道和微流体2通道中传感光纤部分所在通道设置为方形结构，与其相连两侧通道设置为圆柱形结构。微流体1通道和微流体2通道之间通过两螺旋柱形通口结构相连接，螺旋柱形通口设计可用于缓冲液体流动对光纤造成的挤压。流体入口与流体出口之间由一小型蠕动泵相连接，使得待测液体匀速地循环流动于微流通道内。入射光源接头为光纤跳线，与宽带光源通过波分复用器耦合连接。信号接收接头为光纤跳线，与光谱分析仪通过耦合器连接。本技术的所达到的有益效果：第一，本技术是利用基于熊猫型保偏光纤的Sagnac环的干涉结构的温敏效应作为温度传感机制，利用单模-无芯-单模光纤组成的多模干涉结构的自成像效应所产生的透射谱获得折射率传感特性，实现待测液体的折射率和温度的高灵敏度双参量传感。第二，本技术采用上下微流体双通道结构设计实现双参量同时测量，器件体积小，密封性能优，传输信号稳定性好，灵敏度高。第三，本技术采用流体出入口待测液体循环流动检测设计，大大减少了样品用量，节约了成本。附图说明图1为本技术的一种具有双微流体通道的双参量光纤传感头结构示意图。图2为本技术的双参量光纤传感系统装置图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1-入射光源接头；2-光纤凹槽；3-柱形塞；4-流体入口；5-微流体1通道；6-微流体2通道；7-螺旋柱形通口；8-温度传感光纤；9-折射率传感光纤；10-流体出口；11-信号接收接头；12-宽带光源；13-波分复用器；14-光纤传感头；15-小型蠕动泵；16-塑胶套管；17-耦合器；18-光谱分析仪。具体实施方式本技术中，一种具有双微流体通道的双参量光纤传感检测装置，包括宽带光源12，波分复用器13，双参量光纤传感头14，耦合器17，光谱分析仪18；温度传感光纤8置于微流体1通道5内，折射率传感光纤9置于微流体2通道6内，微流体1通道左上方为流体入口4，微流体2通道右下方为流体出口10，微流体1通道5和微流体2通道6之间通过两螺旋柱形通口7结构相连接；微流体通道内将传感光纤两端拉直并穿过柱形塞3微孔，灌胶封孔以防止液体侧漏，柱形塞3另一端传感光纤分别熔接光纤跳线构成入射光源接头1和信号接收接头11。在进行折射率和温度检测时，将待测液体注入流体入口4，经过微流体1通道5和2通道6后从流体出口10流出，并通过小型蠕动泵15用两根塑胶套管16连接流体入口4和流体出口10，使得待测液体可循环匀速流动于通道内，入射光源接头1与宽带光源12通过波分复用器13耦合连接，信号接收接头11与光谱分析仪18通过耦合器17连接，然后通过监测输出光谱波长的变化规律实现折射率和温度的同时测量。温度传感光纤8结构是由基于保偏光纤的sagnac干涉结构构成的，折射率传感光纤9结构是由基于单模-无芯-单模光纤的多模干涉结构构成的，该传感光纤结构中保偏光纤采用熊猫型保偏光纤，无芯光纤芯径为125μm，其所采用长度为5.9cm。微流体双通道结构，光纤凹槽2和柱形塞3是采用3D打印技术结合光敏树脂材料获得结构模具，用于传感头的封装固定和待测液体的检测。微流体通道内将传感光纤两端拉直并穿过柱形塞3微孔，灌胶封孔防止液体侧漏，柱形塞3另一端传感光纤分别熔接光纤跳线构成入射光源接头1和信号接收接头11。微流体1通道5和微流体2通道6中传感光纤部分所在通道设置为方形结构通道，与其相连两侧通道设置为圆柱形结构。光纤凹槽2设计为长柱形结构，其与微流体通道相连部分打通一微圆孔，柱形塞3也打通同样大小微圆孔，传感光纤两侧的单模传输光纤可从此孔穿出，并在柱形塞3微孔外侧点胶固定封口。微流体1通道5和微流体2通道6之间通过两螺旋柱形通口7结构相连接，螺旋柱形通口7设计可用于缓冲液体流动对传感光纤造成的挤压。流体入口4通过一小型蠕动泵15与流体出口10相连接，实现液体检测时的循环流动，不仅可有效减少样品用量，还保证了系统装置和测量结果的稳定性。本技术将上述光纤传感头14结构的入射光源接头1与宽带光源12通过波分复用器13耦合连接，信号接收接头11与光谱分析仪18通过耦合器17连接，实现折射率和温度的双参量测量。也可将光纤传感头14融合于激光器内腔中，采用激光波长解调和强度解调方式，进而提高折射率和温度变化的检测精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有双微流体通道的双参量光纤传感检测装置，其特征在于，包括两种光纤传感结构制成的传感头，微流体1通道，其左上方设置有流体入口，微流体2通道，其右下方设置有流体出口，微流体1通道和微流体2通道之间设有两通口以相互连接，光纤凹槽，柱形塞；入射光源接头和信号接收接头分别与传感光纤两侧的单模传输光纤连接，宽带光源与所述入射光源接头连接，光谱分析仪与所述信号接收接头连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有双微流体通道的双参量光纤传感检测装置，其特征在于，包括两种光纤传感结构制成的传感头，微流体1通道，其左上方设置有流体入口，微流体2通道，其右下方设置有流体出口，微流体1通道和微流体2通道之间设有两通口以相互连接，光纤凹槽，柱形塞；入射光源接头和信号接收接头分别与传感光纤两侧的单模传输光纤连接，宽带光源与所述入射光源接头连接，光谱分析仪与所述信号接收接头连接。


2.根据权利要求1所述的一种具有双微流体通道的双参量光纤传感检测装置，其特征在于，微流体1通道和微流体2通道中传感光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，吴亚杰，石嘉，杨帆，董璐，田琳琳，苏梦雅，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12