[实用新型]一种测量液体表面张力的光纤传感器

说明书

本实用新型公开了一种测量液体表面张力的光纤传感器，由光源，偏振控制器，传输光纤，光纤环形器，传感器，载玻片，升降台，图像处理系统和光谱仪组成，光源和偏振控制器连接，然后通过传输光纤连接于光纤环形器的左端，光纤环形器的右端与传感器连接，下端与光谱仪连接。升降台上放置载玻片置于传感器下。光源发出的光用过偏振控制器后经过传输光纤至传感器的左端，传感器由TFBG，细芯光纤和FBG组成，载玻片上滴有液体，通过升降台的调节使传感器浸入液体中，传感器与液体接触，传感器表面与液体的接触角逐渐变化，导致有效折射率改变，导致光谱仪测得反射光谱发生变化，从而测量液体的表面张力大小。

技术领域

本实用新型属于光纤传感技术领域，具体涉及一种测量液体表面张力的光纤传感器。

背景技术

液体的表面张力和表面处的分子动力学在工程，生物化学，电化学和色谱等多个领域中都有非常重要的应用，但在光纤传感领域，有关表面张力的测量应用较为少见。

当入射光传输至TFBG倾斜的光栅面时，激发出大量的沿反向传输的包层模，能够与外界环境产生强烈的作用，对外界折射率、温度等环境的变化非常敏感，因此，TFBG在一些传感方面具有独特的优势。

细芯光纤比常规的单模光纤的纤芯直径小，使得细芯光纤与单模光纤的纤芯直径不匹配，常用于马赫-增德尔干涉仪结构（MZI）中，同时使用细芯光纤成本较低，便于携带，结构简单，灵敏度高。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种测量液体表面张力的光纤传感器，待测液体表面张力的变化改变透射光谱中信号强度，该结构简单，容易实现。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种测量液体表面张力的光纤传感器，由光源（1），偏振控制器（2），传输光纤（3），光纤环形器（4），传感器（5），载玻片（6），升降台（7），图像处理系统（8）和光谱仪（9）组成，其特征在于：光源（1）和偏振控制器（2）相互连接，然后通过传输光纤（3）连接于光纤环形器（4）的左端，光纤环形器（4）的下端与光谱仪（9）相连，光纤环形器（4）右端与传感器（5）的左端相连，升降台（7）上放置载玻片（6）置于传感器（5）下，图像处理系统（8）置于升降台（7）上与载玻片（6）相对。

所述的传感器（5）由TFBG（10），细芯光纤（11）和FBG（12）组成，所述的TFBG（10）和FBG（12）由单模光纤刻成，长度均为1cm，单模光纤的型号为康宁SMF-28；所述的细芯光纤长度为2cm，纤芯直径为3μm；所述的光谱仪（9），采用的型号为Agilent，86142B。

所述的图像处理系统（8）对准载玻片拍照后直接测量出角度。