[实用新型]基于采集卡的光纤折射率传感装置

说明书

本实用新型公开了一种基于采集卡的光纤折射率传感装置。本实用新型包括窄线宽激光器、无芯光纤、光电探测器、采集卡和显示模块；用单模光纤将窄线宽激光器的输出端与无芯光纤的一端相接；无芯光纤的另外一端和光电探测器的输入端口用单模光纤相连接；光电探测器的输出端接数据采集卡的输入端；数据采集卡的输出端与显示模块连接，所述的无芯光纤及其两端的单模光纤构成光纤多模干涉滤波器，作为传感装置的传感头。本实用新型在测量现场全光无电且只需要一台熔接机就可以制作，所以其具有结构简单、操作易实现等优点。

技术领域

本实用新型属于光纤传感研究领域，特别涉及一种基于采集卡的光纤折射率传感装置。

背景技术

折射率是反映自然界中物质本质的重要参数之一，测量折射率可以了解被测物体的某些属性。随着社会发展，环境污染、资源浪费问题已经引起了广泛的关注。高灵敏度的折射率传感器对食品中残留的农药成分，空气中的污染气体，工业中的一些危险物品的测定具有一定的应用价值和广阔的前景。近年来，光纤折射率传感器由于其体积小、灵敏度高、抗电磁干扰等优点使得其在医疗、化工、环境检测和食品检测等领域具有一定的推动作用。

目前社会上主流的光纤折射率传感装置主要有：1、基于拉锥技术，其主要缺点为熔接点的位置不好控制，难以达到较好的实验现象。2、基于长周期光栅的光纤折射率传感器，当光在长周期光栅中传播时利用纤芯的不均匀性使得光的振幅和相位发生扰动从而获得折射率的信息。但是由于长周期光栅制作困难，成本高。因此，发明一种结构简单，成本低的光纤折射率传感装置具有重要意义。

发明内容

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为：

本实用新型包括窄线宽激光器、无芯光纤、光电探测器、采集卡和显示模块；用普通的单模光纤将窄线宽激光器的输出端与无芯光纤的一端相接；无芯光纤的另外一端和光电探测器的输入端口用单模光纤相连接；光电探测器的输出端接数据采集卡的输入端；数据采集卡的输出端与显示模块连接。

无芯光纤是一种没有包层由纯石英玻璃构成的光纤，其本身相当于光纤的纤芯，而周围的环境相当于它的包层。所以无芯光纤是一种对周围环境十分敏感的光纤，当周围环境的折射率变化时就相当于无芯光纤的包层折射率发生了变化。

由单模光纤-无芯光纤-单模光纤（SMS)搭建的光纤多模干涉滤波器作为传感装置的传感头，当窄线宽激光器发出的中心波长为1550nm的激光经过SMS的滤波后会产生中心波长为1550nm，带宽较小的激光。当无芯光纤外部环境的折射率改变时，光纤多模干涉滤波器透射谱线漂移导致窄线宽激光器最后输出光强变化，因此用采集卡采集出来的光强信息可以用来测量外部环境的折射率。

进一步说，采集通过光纤多模干涉滤波器的信号光的光强来确定所需测量物体的折射率。

本实用新型测量装置在测量现场全光无电且只需要一台熔接机就可以制作，所以其具有结构简单、操作易实现等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括输出波长为1550nm的窄线宽激光器1、长度为14cm直径为125µm的无芯光纤2、光电探测器3、采集卡4和显示模块5。用普通的单模光纤将波长为1550nm的窄线宽激光器的输出端与长度为14cm，直径为125µm的无芯光纤的一端熔接；长度为14cm，直径为125µm的无芯光纤的另外一端和光电探测器的输入端口用单模光纤相连接；光电探测器的输出端接数据采集卡的输入端；数据采集卡的输出端与显示模块连接。用SMS搭建的光纤多模干涉滤波器作为传感装置的传感头；数据采集卡用来采集输出激光的光强和波长；显示模块用来显示采集好的数据。

本实用新型的工作过程：