一种基于荧光猝灭机理和相干检测原理的光纤氧传感系统技术方案

本发明专利技术属于光纤传感技术领域，公开了一种基于荧光猝灭机理和相干检测原理的光纤氧传感系统。本发明专利技术提供的光纤氧传感探头是通过在光纤一端涂覆含有氧敏感荧光指示剂的复合膜制备，基于氧气对荧光指示剂的猝灭作用形成传感信号，基于相干检测原理检测激励光相位和荧光指示剂的荧光相位之间产生滞后相移，再通过智能终端系统处理传感信号直接输出为氧含量。本发明专利技术提供了一种用于气态和液态环境氧含量的检测系统，制备的光纤氧敏感传感探头能够反复循环使用，具有可实时在线检测、不受电磁干扰、检测精度和灵敏度高、稳定性好以及无损检测等特点。测等特点。测等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于荧光猝灭机理和相干检测原理的光纤氧传感系统


[0001]本专利技术属于光纤传感
，尤其涉及一种基于荧光猝灭机理和相干检测原理的光纤氧传感系统。

技术介绍

[0002]目前，在养殖、医疗、分析化学、工业、环境监测等领域，对于气体环境和液体环境中氧分子含量的测定与控制至关重要。
[0003]作为生物维持各项生命功能的基本条件和人类赖以生存的物质基础，对氧气的检测具有重要的意义。在水产养殖行业，氧气浓度过低使水产品死亡率升高，产量降低；在医疗保健方面，某些特殊群体的病人也需供氧；在一些特殊领域，包括潜水作业和探索外太空，氧是维持生命最重要的能源；在组织细胞中，氧气含量过高或过低都会影响细胞与组织正常的新陈代谢。因此，对氧气浓度进行快速准确的测量十分必要。
[0004]传统溶解氧测量主要采用碘量法和氧电极法。碘量法是通过一系列化学反应，生成与水样中溶解氧含量相当的游离碘，通过计算游离碘浓度间接检测溶解氧的含量，这是一种经典的测定溶解氧的方法，测量精度高且准确性好，但该方法是一种纯化学方法，化学反应复杂，易受外界测试环境干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤氧敏感传感探头的制备方法，其特征在于，所述光纤氧敏感传感探头的制备方法包括：步骤一，利用不同目数的研磨砂纸将大直径光纤的端面打磨成平滑的平面或具有一定角度的斜面；步骤二，将打磨好的大直径光纤浸泡在酒精中并用超声波进行多次清洗，再利用无尘纸将大直径光纤擦拭干净并自然风干；步骤三，于风干后的大直径光纤一端上涂覆含有氧敏感指示剂的荧光氧敏感膜，得到光纤氧敏感传感探头。2.如权利要求1所述光纤氧敏感传感探头的制备方法，其特征在于，所述光纤氧传感探头是通过在光纤一端涂覆含有氧敏感荧光指示剂的复合膜制备，基于氧气对荧光指示剂的猝灭作用形成传感信号，基于相干检测原理检测激励光相位和荧光指示剂的荧光相位之间产生滞后相移，再通过智能终端系统处理传感信号直接输出为氧含量。3.如权利要求1所述光纤氧敏感传感探头的制备方法，其特征在于，所述斜面的角度范围在0
°
到60
°
之间，所述的大直径光纤的纤芯直径范围为125～1000um；所述涂覆方法包括提拉镀膜法、旋涂法、模具法、采用特殊夹具或专用精密光纤镀膜设备进行镀膜、光纤化学镀膜法；所述含有氧敏感指示剂的荧光氧敏感膜由氧敏感荧光指示剂/高分子聚合物/溶剂或氧敏感荧光指示剂/溶胶－凝胶构成；所述高分子聚合物可为乙酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和室温硫化硅橡胶中的任意一种；所述溶剂为可溶解所述高分子聚合物的丙酮、N，N二甲基乙酰胺或其他溶剂；所述氧敏感荧光指示剂包括：钌化合物、钌邻菲咯啉、过渡金属有机配合物、多环芳香烃有机染料、C60或其他对氧敏感的荧光指示剂。4.一种利用如权利要求1
‑
3任意一项所述光纤氧敏感传感探头的制备方法制备得到的光纤氧敏感传感探头。5.一种包含如权利要求4所述光纤氧敏感传感探头的基于荧光猝灭机理和相干检测原理的光纤氧传感系统，其特征在于，所述基于荧光猝灭机理和相干检测原理的光纤氧传感系统由光纤氧敏感传感探头、Y型分叉光纤、荧光相位检测仪、温度传感器、智能终端组成；所述光纤氧敏感传感探头，用于当Y型分叉光纤传输的激发光照射于荧光氧敏感膜时产生荧光信号；所述Y型分叉光纤可为一分二、一分多或光纤束；用于传输激发光；同时用于将光纤氧敏感传感探头产生的荧光信号传输至接收端；所述荧光相位检测仪包括：光源、温度传感模块、处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁莉芸，吴辉，姜兴东，李海军，赵珏，张玉美，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：