[实用新型]基于SNS错位光纤结合FRM测量液体浓度的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于液体浓度测量装置技术领域，具体涉及一种基于SNS错位光纤结合FRM测量液体浓度的装置。

背景技术

近年来基于多模干涉和自映像效应的传感器为光纤传感领域注入了新的活力与生机，但也存在许多亟待解决的问题。由于输出信号会受到光纤传输损耗、接续损耗、光纤震动、多重外界环境等影响，将严重引起光信号衰减的无规律性。液体浓度的准确测量在生物和医学等领域有重要意义，基于光纤布拉格光栅、长周期光栅、光纤微腔、表面等离子体共振、金属狭缝阵列等结构的光纤传感器在这些领域已经得到逐步应用，但也有不足之处，如对光源、光纤的性能要求严格、传感结构和信号处理系统复杂等诸多因素；另外，由于干涉的复杂性，传感器探测到的信号很微弱，精度低，稳定性差，所有这些导致成本增加且对浓度传感系统的研究没有保障。

发明内容

本实用新型为解决上述基于干涉理论对光纤浓度传感系统研究稳定性差、精度低、成本高等问题，提供了一种基于SNS错位光纤结合FRM测量液体浓度的装置，该装置通过分析不同液体浓度下输出的相应激光波长的偏移来研究浓度传感系统的性能，有效提高了传感器输出的灵敏度、稳定性和分辨率。

本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，基于SNS错位光纤结合FRM测量液体浓度的装置，其特征在于包括1550nm激光器、环形器、第一单模光纤、无芯光纤、容器、第二单模光纤、第三单模光纤、法拉第旋镜和光谱分析仪，其中4cm长的无心光纤熔接在第一单模光纤和第二单模光纤之间，该无芯光纤设置于盛有待测液体的容器内，无芯光纤的两端分别密封横穿容器后与第一单模光纤和第二单模光纤熔接，第一单模光纤的另一端与环形器的蓝色端口熔接，环形器的红色端口与1550nm激光器相连接，环形器的白色端口与光谱分析仪相连接，第二单模光纤的另一端与第三单模光纤错位熔接，第三单模光纤的另一端与法拉第旋镜相连接。

进一步优选，所述的第一单模光纤、第二单模光纤和第三单模光纤的直径均为125μm，其芯层和包层的直径分别为9.2μm和125μm，所述的无芯光纤的直径为125μm。

进一步优选，所述的第二单模光纤与第三单模光纤的错位量为3μm。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型提出的是一种基于一端光纤错位单模-无芯-单模结构结合法拉第旋镜的浓度传感器，有效改善了目前传感器输出灵敏度低、稳定性差且分辨率低的问题；

2、本实用新型在1.3-1.4的折射率范围内灵敏度约为170.32nm/RIU，并且结构简单，成本较低，实用性强，有望在浓度传感器领域得到广泛应用。

附图说明

图1是本实用新型的光路连接图。

图中：1、1550nm激光器，2、环形器，3、第一单模光纤，4、容器，5、无芯光纤，6、第二单模光纤，7、第三单模光纤，8、法拉第旋镜，9、光谱分析仪。

具体实施方式

结合附图详细描述本实用新型的具体内容。如图1所示，基于SNS错位光纤结合FRM测量液体浓度的装置，包括1550nm激光器1、环形器2、第一单模光纤3、无芯光纤5、容器4、第二单模光纤6、第三单模光纤7、法拉第旋镜8和光谱分析仪9，其中4cm长的无心光纤5熔接在第一单模光纤3和第二单模光纤6之间，该无芯光纤5设置于盛有待测液体的容器4内，无芯光纤5的两端分别密封横穿容器4后与第一单模光纤3和第二单模光纤6熔接，第一单模光纤3的另一端与环形器2的蓝色端口熔接，环形器2的红色端口与1550nm激光器1相连接，环形器2的白色端口与光谱分析仪9相连接，第二单模光纤6的另一端与第三单模光纤7错位熔接，第三单模光纤7的另一端与法拉第旋镜8相连接。