[发明专利]一种基于光谱显色法的重金属光纤传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于光谱显色法的重金属光纤传感器，它包括光纤（1），其特征在于：光纤（1）外层是重金属光谱显色薄膜层（2），重金属光谱显色薄膜层（2）外层是曲面空腔层（3），曲面空腔层（3）外层是重金属离子透过层（4），重金属离子透过层（4）外层是带孔曲面保护层（5）。

2.根据权利要求1所述的一种基于光谱显色法的重金属光纤传感器，其特征在于：带孔曲面保护层（5）两端有橡胶套环（6）和光纤插芯（9）。

3.根据权利要求1所述的一种基于光谱显色法的重金属光纤传感器，其特征在于：它还包括样品池（14），样品池（14）内盖有重金属离子过滤模（15），重金属离子过滤模（15）内有单通道重金属光纤传感器（11）。

4.根据权利要求3所述的一种基于光谱显色法的重金属光纤传感器，其特征在于：所述的单通道重金属光纤传感器（11）通过光纤插芯固定夹（13）固定。

5.根据权利要求3所述的一种基于光谱显色法的重金属光纤传感器，其特征在于：所述的样品池（14）底部有样品池基底（12）。

6.权利要求1所述的一种基于光谱显色法的重金属光纤传感器的制备方法，它包括下述步骤：

步骤1、将单模光纤切成长为2.5-4cm，将光纤两端用细砂纸研磨平，酒精清洗干净；

步骤2、在步骤1清洗干净的光纤中间取长为1.2cm，去除包层酒精洗干净，氮气吹干；

步骤3、将步骤2中的光纤去除包层部分浸入体积分数为40%的氢氟酸溶液刻蚀30分钟取出，用去离子水冲洗干净，氮气吹干；

步骤4、将步骤3制备的光纤垂直浸入重金属显色剂中15分钟后，以0.1mm/s的速度提起后，放入温度为150摄氏度的鼓风干燥箱中加热固化1小时，自然冷却；

步骤5、用酒粮清洗没有被步骤3刻蚀的光纤部分，然后去离子水清洗，氮气吹干；

步骤6、用3d打印机打印两个由圆柱曲面和半圆弧曲面构成的复合曲面；

步骤7、在步骤6制作的复合曲面的两个半圆弧曲面的上方等间距开出直径为1mm的小孔，去离子水清洗；

步骤8、将重金属离子透过层（4）嵌入经步骤7处理过的两个半圆弧曲面内壁，再将步骤5中已制备好的光纤放置在其中一个半圆弧曲面上，将两个半圆弧曲面及圆柱曲面对准合上形成圆柱曲面，得到所述的单通道重金属光纤传感器（11）；

步骤9、在步骤8中制作好的基于光谱显色法的重金属光纤传感器的二个光纤端头的圆柱曲面外部套上橡胶套环（6）以固定光纤的二个端头。

7.根据权利要求6所述的一种基于光谱显色法的重金属光纤传感器的制备方法，其特征在于：它还包括下述步骤：

步骤10、用聚甲基丙烯酸甲酯PMMA材料制作一个长宽高分别为2.4厘米、2厘米和2厘米的长方体，并在PMMA长方体的上表面中心由上向下开一边长为1.5厘米，高为2厘米的矩形孔；

步骤11、在步骤10制作的长方体的上表面开一个以上的半圆形槽，半圆形槽互相平行且深度为0.4厘米，用去离子水清洗干净并吹干；

步骤12、在步骤11制备的各个半圆形槽内均放置光纤插芯固定夹，光纤插芯固定夹的一端距半圆形槽槽边0.3厘米，并用环氧树脂固定光纤插芯固定夹；

步骤13、将步骤8制备好的单通道重金属光纤传感器（11）的光纤放入步骤12制备好的各个光纤插芯固定夹内，并用环氧树脂固定光纤与光纤插芯固定夹，得到多通道光纤重金属传感器；

步骤14、用3D打印机制作长宽高分别为2.4厘米、2厘米和2厘米且中心直径为1.8厘米的半圆形凹槽；

步骤15、在步骤13制备好的多通道光纤重金属传感器的光纤插芯固定夹的固定槽上滴均匀环氧树脂，将中心对准步骤14制备的半圆形凹槽固定在一起。