[发明专利]一种基于光微流染料激光的流速传感方法及装置

权利要求书

1.一种基于光微流染料激光的流速传感方法，传感方法包括以下步骤：

步骤1：将方形玻璃毛细管置于两块法珀腔镜之间，构成法珀谐振腔；

步骤2：将罗丹明染料注入需要检测流量的方形玻璃毛细管，采用高重频脉冲激光器作为泵浦激光，法珀谐振腔提供光反馈，形成微流激光；

步骤3：由光电探测器接收微流激光，并记录电压信号随时间衰减曲线；

步骤4：改变微量进样泵的流速，重复步骤3，测得一系列流速对应的电压随时间衰减曲线；

步骤5：实际测量流速时，采用步骤1到步骤3的方法获得电压随时间衰减曲线，对比步骤4获得的一系列不同流速下的衰减曲线，获得当前的流速。

2.如权利要求1所述的一种基于光微流染料激光的流速传感方法，其特征在于所述步骤5的具体方法为：

步骤5.1：以电压衰减至初始电压的1/e所需要的时间作为衰减时间,e为自然对数的底数，通过函数t＝Aexp(x/τ)+t₀拟合衰减时间与流速的关系得到标定曲线，即：Y轴衰减时间随X轴流速的变化趋势，t为流速为x时对应的衰减时间，A,τ,t₀为拟合参数；

步骤5.2：实际测量流速时，通过测得衰减时间t，结合拟合函数和拟合参数，反推得到待测流速。

3.如权利要求1所述的一种基于光微流染料激光的流速传感方法，其特征在于所述脉冲激光的参数为：重复频率为4kHz-8KHz，脉冲宽度为5ns-9ns。

4.一种采用基于光微流染料激光的流速传感方法的装置，该装置包括：高重频脉冲激光器、透镜、反射镜、法珀腔镜、微量进样泵、注射器、塑料毛细管、方形玻璃毛细管、光电探测器和数据采集卡，其中微量进样泵控制注射器向塑料毛细管注入微量罗丹明染料，塑料毛细管连接方形玻璃毛细管，方形玻璃毛细管设置于法珀谐振腔的两块法珀腔镜之间；采用高重频脉冲激光器发出激光，通过透镜汇聚于两块法珀腔镜之间的方形玻璃毛细管作为泵浦激光，法珀谐振腔提供光反馈，形成微流激光；由光电探测器接收微流激光，并记录电压信号随时间的变化曲线；通过该变化曲线计算出流速。

5.如权利要求4所述的一种采用基于光微流染料激光的流速传感方法的装置，其特征在于所述法珀谐振腔的两块法珀腔镜之间设置两根方形玻璃毛细管，一根通过微流液体，另一根起支撑作用。