[实用新型]一种扭转微纳光纤干涉仪的pH传感器

说明书

本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种扭转微纳光纤干涉仪的pH传感器。包括光源、G657光纤和光谱仪，所述光源和光谱仪分别与G657光纤的两端连接，在所述G657光纤由位于中部的束腰均匀区、位于束腰均匀区两侧的过渡区以及连接在过渡区外侧的正常区组成，所述束腰均匀区扭转360°，形成扭曲状，在所述束腰均匀区的外表面涂覆有聚苯胺纳米材料层。本实用新型将扭转光纤和微纳光纤的优势结合，具有良好的折射率传感灵敏度；将扭转微纳光纤的工作原理与聚苯胺的特性结合形成新颖的包层模式激发结构，具有制作方法简单、结构体积小、传感稳定性良好等优点。

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，具体涉及一种扭转微纳光纤干涉仪的pH传感器。

背景技术

光纤品种和性能的研究及发展是与传输系统和通信网络的研究及发展同步进行的。随着传输距离的延长、传输速率的提高和传输容量的增大,新的光纤品种不断产生,以满足各种通信系统和网络发展的需要。pH值和湿度是与人类生活密切相关的物理量，在制药、半导体工艺、食品加工贮存、气象等领域具有重要的应用价值。目前检测pH值的方法主要有化学萃取法、指示剂分析法、试纸比对法等方法。上述方法的优势是较成熟，可行性较高；但是较大的工作量、较差的稳定性及难以检测微小pH值的改变量使其在实际应用中受到了较大的限制。然而光纤pH传感器具有许多优点，例如结构精巧，体积小，重量轻，具有高灵敏度和快速响应的长距离检测。由于光纤的包层比较厚，因此在纤芯中传播的光信号很难与目标分析物相互作用，这严重限制并影响了光纤传感器的性能。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题提供了一种低成本、体积小的扭转微纳光纤干涉仪的pH传感器。

为达到上述目的本实用新型采用了以下技术方案：

一种扭转微纳光纤干涉仪的pH传感器，包括光源、G657光纤和光谱仪，所述光源和光谱仪分别与G657光纤的两端连接，在所述G657光纤由位于中部的束腰均匀区、位于束腰均匀区两侧的过渡区以及连接在过渡区外侧的正常区组成，所述束腰均匀区扭转360°，形成扭曲状，在所述束腰均匀区的外表面涂覆有聚苯胺纳米材料层。

进一步，所述G657光纤的模场直径为8.6-9.5μm，所述G657光纤的包层直径为125μm。

再进一步，所述束腰均匀区的直径为10-20μm，腰椎长度17000μm。

更进一步，所述光源为1530-1603nm波段的放大自发辐射光源。

与现有技术相比本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型将扭转光纤和微纳光纤的优势结合，具有良好的折射率传感灵敏度；将扭转微纳光纤的工作原理与聚苯胺的特性结合形成新颖的包层模式激发结构，具有制作方法简单、结构体积小、传感稳定性良好等优点；

2、本实用新型采用的G657光纤弯曲损耗小，实用性高；采用的聚苯胺纳米材料层导率高、热稳定好、具有良好的电化学可逆性、易于合成及成本低廉，具有大比表面积、高反应活性等特性，涂覆在G657光纤上，可以提升G657光纤吸附能力，克服一些纳米材料在大部分溶剂中存在易团聚、溶解性较差的问题；

3、本实用新型对温度的变化不敏感，在光纤在参数传感的过程中可避免温度的干扰；

4、本实用新型与传统的电化学传感器相比，抗电磁干扰能力强，分辨率高，检测精度高，可实现多参数检测。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型G657光纤的结构示意图；

图中，光源—1、G657光纤—2、光谱仪—3、聚苯胺纳米材料层—4、束腰均匀区—201、过渡区—202、正常区—203。

具体实施方式