[发明专利]串联式准直器对及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于光纤气体传感器技术领域，具体涉及到光纤气体传感器的零部件。

背景技术

光纤气体传感技术是20世纪70年代伴随着光纤的实用化和光通信技术的发展而形成的，它是以光波为载体、光纤为媒质感知和传输外界被测信号的新型传感技术。由于光纤具有优良的物理、化学、机械性能及光波传输性能，因此广泛应用于医疗、交通、电力、机械、石油化工、民用建筑以及航空航天等各个领域。

现有的光纤气体传感器主要是通过固定架将两个相对设置的准直器2支撑固定，这种光纤气体传感器存在灵敏度低，在恶劣和危险环境中使用时其易受环境影响，如在腐蚀性气体的环境下被腐蚀等情况，严重地影响到光纤气体传感器的使用性能。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于克服上述光纤气体传感器所存在的不足，提供一种对准距离长、损耗小、灵敏度高、响应速度快的串联式准直器对。

本发明所要解决的另一个技术问题在于为串联式准直器对提供一种操作简单、更易于对准的串联式准直器对的制备方法。

本发明所要解决的还有一个技术问题在于为串联式准直器对提供一种新用途。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在准直器基座上至少加工有2个凹槽，每个凹槽内设置有两个相对的左准直器和右准直器构成单元准直器对，相邻的两个单元准直器对的尾纤串连接，第一个单元准直器对的左准直器的尾纤、最后一个单元准直器对的右准直器的尾纤引出。

本发明的单元准直器对的左准直器与右准直器之间相距100～180mm。

本发明的凹槽是V形型槽，凹槽两侧面之间的夹角为50°～70°。

上述串联式准直器对的制备方法由以下步骤组成：

1、将可见激光光源输入至第一单元准直器对的左准直器，调整右准直器，目测两个准直器对准激光光束。

2、将光纤宽带光源输入至第一单元准直器对的左准直器，右准直器的尾纤接光纤功率计，微调左准直器、右准直器的相对位置。

3、重复步骤1至步骤2，直至串联接的每个单元准直器对均对准。

4、每个单元准直器对的尾纤首尾连接，第一个单元准直器对的左准直器的尾纤、最后一个单元准直器对的右准直器的尾纤引出。

上述的可见激光光源是波长为633nm的红色激光和波长为514nm的绿色激光。

串联式准直器对在制备光纤气体传感器中的用途。

串联式准直器对作为零部件与其它零部件组合，制备成光纤气体传感器。

本发明采用相邻的单元准直器对的尾纤首尾相连，形成串联式准直器对，光源经入射光纤进入到第一个准直器，其余的准直器依次首尾串联，光线从最后一个准直器的尾纤出射后进入光谱分析仪或气体探测装置，待测气体经过串联式准直器对，气体吸收强度发生变化，通过探测气体吸收强度的相对变化率可以测定气体的参数，不仅可以验证气体吸收定律，而且可以检测气体浓度，其灵敏度高、响应速度快、动态范围大，使用该串联式准直器对的光纤气体传感器，检测准确。本发明具有结构简单、拆卸方便、体积小、重量轻等优点。准直器对以激光光源为对准基准，进行粗调，对准精确、操作简单、更易于对准。

附图说明

图1是串联式准直器对实施例1的结构示意图。

图2是使用串联式准直器对制备的光纤气体传感器的结构示意图。

图3是图2的A-A面剖视图。

图4是乙炔气体吸收光谱图。

图5是H₂S气体在1510～1520nm之间的吸收光谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

本实施例的串联式准直器对是由准直器基座1、左准直器2、右准直器3联接构成。在准直器基座1沿材料长度方向三个面上采用数控三维雕刻机(型号DJ40M)上采用END MILLS 3.0^M刻刀刻画成3个V型槽，V型槽两侧面之间的夹角为50°，在每个V型槽的左端用纳米SiO₂改性后的无机胶粘剂粘接有左准直器2、右端粘接有右准直器3，每个V型槽内的左准直器2和右准直器3构成一个单元准直器对，左准直器2与右准直器3之间的距离为100mm。