本发明专利技术提供了一种多通道SPR差分强度调制传感器，包括：光源模块、扇入扇出模块、多芯光纤探头和数据处理模块；光源模块的输出端分别通过扇入扇出模块的不同输入通道与多芯光纤探头的多个入射光纤芯连接；多芯光纤探头设置于待测液体内；多芯光纤探头的多个出射光纤芯分别通过扇入扇出模块不同输出通道与数据处理模块连接；出射光纤芯的数量与入射光纤芯的数量相等；入射光纤芯的数量至少为3个；数据处理模块对多个出射光纤芯输出的信号进行差分运算，确定待测液体的折射率。本发明专利技术通过多芯光纤探头同时获得多个不同的测量信号，并根据测量信号两两进行差分运算，得到双通道的多通道SPR差分强度调制传感器，增大了传感器的测量范围。量范围。量范围。
【技术实现步骤摘要】
一种多通道SPR差分强度调制传感器
[0001]本专利技术涉及传感器
，特别是涉及一种多通道SPR差分强度调制传感器。
技术介绍
[0002]SPR(表面等离子体共振，Surface Plasmon Resonance)传感技术因具有高灵敏度、免标记、响应迅速等特点，近30年来，被广泛研究并应用于生物、化学、医药等领域。时至今日，传感探头小型化、高集成度、高灵敏度仍然是光纤SPR传感技术的重要发展方向。其中锥形端面反射式光纤SPR因具有更牢固的传感探头结构被广泛研究和报道。为了增加传感通道，提高集成度，七芯光纤SPR传感器因运而生。以用于测量液体折射率变化的传感器为例，锥形端面反射式七芯光纤SPR传感器均采用波长调制方法，虽然长波长处的灵敏度高于短波长处的灵敏度，但光纤通信C+L波段的SPR波长调制曲线宽度太大，限制了传感器工作波段移至光纤通信C+L波段，致使的测量范围很小。进一步地，因工作波段的限制，传感器难以使用成熟的光纤无源器件，最终使得传感器结构复杂，结构稳定性难以进一步提高。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是提供一种多通道SPR差分强度调制传感器，能够增大传感器的测量范围。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种多通道SPR差分强度调制传感器，包括：
[0006]光源模块、扇入扇出模块、多芯光纤探头和数据处理模块；
[0007]所述光源模块的输出端分别通过所述扇入扇出模块的不同输入通道与所述多芯光纤探头的多个入射光纤芯连接；所述多芯光纤探头设置于待测液体内；
[0008]所述多芯光纤探头的多个出射光纤芯分别通过所述扇入扇出模块不同输出通道与所述数据处理模块连接；所述出射光纤芯的数量与所述入射光纤芯的数量相等；所述入射光纤芯的数量至少为3个；
[0009]所述数据处理模块对多个出射光纤芯输出的信号进行差分运算，确定待测液体的折射率。
[0010]可选的，所述光源模块，具体包括：
[0011]光源、光纤环形器、光栅和光纤耦合器；
[0012]所述光纤环形器的多个端口顺时针依次分别与所述光源、所述光栅和所述光纤耦合器连接；所述光纤耦合器的多个输出端通过所述扇入扇出模块的不同输入通道与所述多芯光纤探头的多个入射光纤芯连接；
[0013]所述光纤环形器用于将光源发出的光传输至所述光栅；
[0014]所述光栅用于过滤所述光源发出的光，得到窄带光；
[0015]所述光纤环形器还用于将所述窄带光传输至所述光纤耦合器；
[0016]所述光纤耦合器用于通过所述扇入扇出模块的不同输入通道将所述窄带光分别
输入所述多芯光纤探头的不同入射光纤芯。
[0017]可选的，
[0018]所述光源为C+L波段ASE宽带光源；
[0019]所述光栅为反射式光纤布拉格光栅。
[0020]可选的，所述传感器，还包括：
[0021]氧化锆陶瓷插芯；
[0022]所述氧化锆陶瓷插芯设置于所述多芯光纤探头和所述扇入扇出模块之间。
[0023]可选的，
[0024]所述多芯光纤探头的探测端为多边锥台形结构；所述探测端为远离所述扇入扇出模块的一端；所述探测端的多个侧面与所述多芯光纤探头的传输光纤芯一一对应；所述传输光纤芯包括入射光纤芯和出射光纤芯；
[0025]所述探测端的任一侧面斜截所述多芯光纤探头的1个传输光纤芯；
[0026]所述探测端的顶面覆盖有第一介质膜；所述第一介质膜上覆盖有第二介质膜；
[0027]所述探测端的侧面均覆盖有第三介质膜；所述第三介质膜上覆盖有第四介质膜；所述探测端的任一侧面与相对的侧面覆盖的第四介质膜的厚度相等；所述探测端的任一侧面与相邻的2个侧面覆盖的第四介质膜的厚度均不同。
[0028]可选的，
[0029]所述第一介质膜为铬膜；
[0030]所述第二介质膜为金膜；
[0031]所述第三介质膜为金膜；
[0032]所述第四介质膜为二氧化钛膜。
[0033]可选的，
[0034]所述第一介质膜的厚度为2
‑
3nm；
[0035]所述第二介质膜的厚度为500nm；
[0036]所述第三介质膜的厚度为45nm；
[0037]所述探测端的任一侧面与相邻的2个侧面覆盖的第四介质膜的厚度分别为10nm、20nm和30nm。
[0038]可选的，所述数据处理模块，具体包括：
[0039]光电探测单元、数据采集卡和计算单元；
[0040]所述光电探测单元分别通过所述扇入扇出模块的不同输出通道与所述多芯光纤探头的不同出射光纤芯连接；所述光电探测单元用于分别获取每个出射光纤芯处经所述探测端的顶面反射的窄带光信号；
[0041]所述数据采集卡与所述光电探测单元连接；所述数据采集卡用于将多芯光纤探头端面反射的窄带光信号转化为电信号；
[0042]所述计算单元与所述数据采集卡连接；所述计算单元用于对所述电信号进行差分运算，确定待测液体的折射率。
[0043]可选的，所述光电探测单元，具体包括：
[0044]多个光电探测单元；
[0045]所述光电探测单元的数量与出射光纤芯的数量相等；
[0046]多个所述光电探测单元的输入端分别通过所述扇入扇出模块不同输出通道与所述多芯光纤探头的不同出射光纤芯连接；多个所述光电探测单元的输出端均与所述数据采集卡连接。
[0047]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0048]本专利技术提供了一种多通道SPR差分强度调制传感器，包括：光源模块、扇入扇出模块、多芯光纤探头和数据处理模块；光源模块的输出端分别通过扇入扇出模块的不同输入通道与多芯光纤探头的多个入射光纤芯连接；多芯光纤探头设置于待测液体内；多芯光纤探头的多个出射光纤芯分别通过扇入扇出模块不同输出通道与数据处理模块连接；出射光纤芯的数量与入射光纤芯的数量相等；入射光纤芯的数量至少为3个；数据处理模块对多个出射光纤芯输出的信号进行差分运算，确定待测液体的折射率。本专利技术通过多芯光纤探头同时获得多个不同的测量信号，并根据测量信号两两进行差分运算，得到双通道的多通道SPR差分强度调制传感器，增大了传感器的测量范围。
附图说明
[0049]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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。
[0050]图1为本专利技术实施例中多通道SPR差分强度调制传感器结构示意图；
[0051]图2为本专利技术实施例中多芯光纤探头的横截面图；
[0052]图3为本专利技术实施例中多芯光纤探头的信号传输图；图3(a)为本专利技术实施例中多芯光纤探头的第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，所述传感器，包括：光源模块、扇入扇出模块、多芯光纤探头和数据处理模块；所述光源模块的输出端分别通过所述扇入扇出模块的不同输入通道与所述多芯光纤探头的多个入射光纤芯连接；所述多芯光纤探头设置于待测液体内；所述多芯光纤探头的多个出射光纤芯分别通过所述扇入扇出模块不同输出通道与所述数据处理模块连接；所述出射光纤芯的数量与所述入射光纤芯的数量相等；所述入射光纤芯的数量至少为3个；所述数据处理模块对多个出射光纤芯输出的信号进行差分运算，确定待测液体的折射率。2.根据权利要求1所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，所述光源模块，具体包括：光源、光纤环形器、光栅和光纤耦合器；所述光纤环形器的多个端口顺时针依次分别与所述光源、所述光栅和所述光纤耦合器连接；所述光纤耦合器的多个输出端通过所述扇入扇出模块的不同输入通道与所述多芯光纤探头的多个入射光纤芯连接；所述光纤环形器用于将光源发出的光传输至所述光栅；所述光栅用于过滤所述光源发出的光，得到窄带光；所述光纤环形器还用于将所述窄带光传输至所述光纤耦合器；所述光纤耦合器用于通过所述扇入扇出模块的不同输入通道将所述窄带光分别输入所述多芯光纤探头的不同入射光纤芯。3.根据权利要求1所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，所述光源为C+L波段ASE宽带光源；所述光栅为反射式光纤布拉格光栅。4.根据权利要求1所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，所述传感器，还包括：氧化锆陶瓷插芯；所述氧化锆陶瓷插芯设置于所述多芯光纤探头和所述扇入扇出模块之间。5.根据权利要求2所述的多通道SPR差分强度调制传感器，其特征在于，所述多芯光纤探头的探测端为多边锥台形结构；所述探测端为远离所述扇入扇出模块的一端；所述探测端的多个侧面与所述多芯光纤探头的传输光纤芯一一对应；所述传输光纤芯包括入射光纤芯和出射光纤芯；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨倩，李松权，高来勖，邹长伟，梁枫，
申请(专利权)人：岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：
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