[发明专利]一种高灵敏度微结构光纤传感器探头的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高灵敏度微结构光纤传感器探头的制备方法，属于光纤传感器探头制备技术领域。

背景技术

光导纤维光纤是兴起于世纪年代的一项重要的新技术，其最初目的是为了缩小传统的光学仪器的光学系统尺寸，简化分立元器件透镜、反射镜等的构成。然而，随着光纤技术的逐步发展，光纤的优良性质逐步为人们所认识，年代起光纤技术却在通信领域得到了迅速广泛的应用，至今己成为远距离、大容量、高信息密度通信技术的基础。基于吸收型的光纤化学传感器主要是通过监测光纤或光纤束内光损耗而制成，这与荧光型光纤传感器有本质不同，荧光型是通过激发化学物质来监测荧光信号。吸收型的光信号衰减可以缘于光吸收、散射或者反射，发生这些信号衰减的位置有些位于光纤外部，有些位于光纤表层倏逝波。测量光传输强度的原理相对容易，检测信号相对较强。

近年来，随着国内外都对光纤化学传感器进行的广泛而深入的研究涉及范围广泛，包括生物医药，环境监测，食品质量评估，以及安全防护等领域。针对不同的监测对象，选择不同的监测方法和检测信号，包括吸收、荧光、磷光、化学发光、拉曼等。因此理论上只要敏感层具备敏感性，就可以利用光纤捕捉到这些信

息。但是在研究中，传感探头是最核心的单元，其决定着整个传感器的性能，尽管近年来常规的光纤化学传感探头得到一些发展，但光纤探头常规的涂覆或镀膜方法，同时因其探针的负载量有限，灵敏度较难提高，所以需要一种高灵敏度传感器抬头很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前光纤传感器制备使，只通过常规的涂覆或镀膜方法，同时探针的负载量有限，灵敏度较难提高的问题，提供了一种通过提取竹叶中叶绿素，经酸化和复合制备叶绿素铜钠，通过叶绿素铜钠对光纤敏感的特性，将其复合制备一种高灵敏度光纤探头，灵敏度较其他传感器提高15～20%。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

（1）收集新鲜竹叶，将其洗净并风干并粉碎，按固液比1:5，将其与90%的乙醇溶液搅拌混合并加热回流30～45min，随后对其抽滤并收集竹叶浸提液，用质量浓度为15%的氢氧化钠溶液调节pH至10，在55～60℃下水浴加热2～3h，随后按体积比1:1，将其与石油醚搅拌混合并置于200～300W超声振荡处理20～30min；

（2）待振荡处理完成后，静置分层并收集下层叶绿素层，用质量浓度25%的盐酸溶液调节pH至7.0，随后滴加叶绿素层体积10%的质量浓度5%的硫酸铜溶液，控制滴加时间为25～30min，待滴加完成后，用质量浓度25%的盐酸溶液调节pH至2.5，随后将其置于75～80℃下恒温水浴加热6～8h，对其过滤并收集滤饼，用去离子水洗涤3～5次，在65～80℃烘箱中干燥3～5h，制备得叶绿素铜酸晶体；

（3）按固液比1:10，将上述制得的叶绿素铜酸晶体置于丙酮中，搅拌混合并使其完全溶解，随后缓慢滴加质量浓度为5%的氢氧化钠溶液，控制滴加速率为1mL/min，待无沉淀析出后，停止滴加并对其抽滤并置于65～80℃下干燥3～5h，制备得叶绿素铜钠晶体；

（4）按重量份数计，分别称量上述制备的10～12g叶绿素铜钠晶体，50～60mL去离子水和10～20mL冰醋酸，磁力搅拌并置于45～60℃下水浴加热1～2h，随后静置冷却并陈化处理22～24h，制备得叶绿素铜钠凝胶液；

（5）选取6孔微结构光纤纤维，将其一段置于真空压力装置中，另一端浸入上述制备的叶绿素铜钠凝胶液中，调节压力至0.02～0.05MPa，待静置25～30s后，将光纤纤维倒置并重复上述操作，随后将其置于65～80℃下干燥6～8h，待干燥完成后，对其切割裁剪至2～3cm，即可制备得一种高灵敏度光纤传感器探头。

本发明的应用方法：将上述制备的传感器探头置于传感器中，传感器主体采用铜材，一方面由于铜材料方便加工，另一方面铜材能保证传感器整体结构稳定。传感器结构通过螺钉紧固，两端伸出光纤由3mm铠装光缆保护，铠装光缆与堵头使用SY-40航空胶胶结。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明制备的传感器灵敏度高，较其他传感器灵敏度提高了15～20%；

（2）通过竹叶叶绿素进行加工制备，绿色安全，对环境无污染。

具体实施方式