[发明专利]一种钠离子浓度光纤传感器

说明书

本发明公开了一种钠离子浓度光纤传感器，马赫曾德结构光纤包括带有包层和纤芯的单模光纤，包层上通过光纤抛磨技术加工有第一抛磨部、第二抛磨部，第一抛磨部、第二抛磨部均为环绕包层外径内凹的弧形开槽；所述第一抛磨部与第二抛磨部通过间隔部隔开；光纤SPR传感器通过熔焊机与马赫曾德结构光纤轴向同心焊接。本发明将表面等离子体共振传感技术与低能量消耗的光纤传输技术有机结合，有高灵敏度，体积小，抗电磁干扰，快速响应等优点，对传感器表面待测介质成分的微小变化响应灵敏，适用于研究各类介质溶液的物理化学现象；可以对离子浓度实时监测，排除温度干扰，成本较低，可批量生产。

技术领域

本发明涉及光纤器件领域，尤其涉及一种钠离子浓度光纤传感器。

背景技术

人体内的钠是维持细胞生理活动的主要阳离子，是保持机体的正常渗透压及酸碱平衡，参与糖及蛋白质代谢，保证神经肌肉的正常功能所必需，其含量是人体生理活动的重要指标。尿液、血清中钠离子的含量水平在临床上可用于诊断一些肾脏、心脏等方面的疾病。

正常情况下，人体的钠离子浓度有一个合理的参考范围，当钠离子高于参考值，表现出高钠症，反之当钠的摄入量不足、钠丢失严重、肾脏疾病转入多尿期等情况时则会出现低钠症。

目前，国内外检测钠离子含量的方法很多，如离子色谱法、火焰原子发射光谱法、火焰原子收法、流动注射技术和离子选择性电极相结合的方法等。应用这些方法测定钠离子含量的研究成果也有相应的报导，但运用这些检测方法直接测量往往满足不了要求，除非将大量的样品浓缩到分析技术可检测的范围，这不但费时、费工，而且会因浓缩过程而引入严重误差，不能满足监测的要求，因此采用新的高灵敏度、高准确性和快速的分析方法和检测技术将成为必然。

发明内容

本发明提出了一种将SPR（表面等离子体共振）传感技术与低能量消耗的光纤传输技术有机结合的钠离子浓度光纤传感器。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种钠离子浓度光纤传感器，包括：

马赫曾德结构光纤，所述马赫曾德结构包括带有包层和纤芯的单模光纤，所述包层上通过光纤抛磨技术加工有第一抛磨部、第二抛磨部，所述第一抛磨部、第二抛磨部均为环绕所述包层外径内凹的弧形开槽；所述第一抛磨部与第二抛磨部相互间隔，所述第一抛磨部与第二抛磨部通过间隔部隔开；

光纤SPR传感器，所述光纤SPR传感器通过熔焊机与马赫曾德结构光纤轴向同心焊接。

作为本发明一种优选，所述光纤SPR传感器与所述第一抛磨部轴向相邻，且间隔350微米。

作为本发明的另一种优选，所述光纤SPR传感器与所述第二抛磨部轴向相邻，且间隔350微米。

利用本发明的钠离子浓度光纤传感器形成的钠离子浓度检测传感系统，包括：

钠离子浓度光纤传感器；所述钠离子浓度光纤传感器置于待测溶液中；

光源，用于发射光信号；

光纤环形器，所述光纤环形器分别通过传感光纤与所述光源、钠离子浓度光纤传感器连接；所述光源产生的光信号通过传感光纤输入光纤环形器，光纤环形器通过传感光纤将光信号输入钠离子浓度光纤传感器马赫曾德结构光纤端；

光谱仪，用于透射光谱的采集，所述光谱仪输入端通过传感光纤与钠离子浓度光纤传感器光纤SPR传感器端连接。

本发明的有益效果是：

本发明将表面等离子体共振传感技术与低能量消耗的光纤传输技术有机结合，有高灵敏度，体积小，抗电磁干扰，快速响应等优点，对传感器表面待测介质成分的微小变化响应灵敏，适用于研究各类介质溶液的物理化学现象。