一種強度解調(diào)型光纖折射率計的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種折射率計，尤其涉及一種強度解調(diào)型光纖折射率計。
【背景技術】
[0002]折射率測量在現(xiàn)代工業(yè)、化學、食品等領域中十分重要，是一種使用多、要求高的物理量測量。液體的折射率測量，是食品生產(chǎn)中常用的工藝控制指標，根據(jù)液體折射率的變化，獲知液體濃度或成分的變化，所以液體的折射率測量是探知液體的一種重要手段。
[0003]用光纖折射率計測量液體折射率的方法很多，例如基于光纖端面回波的強度解調(diào)型光纖折射率計；基于光纖表面等離子體共振效應的光纖液體折射率計；基于模式干涉的雙長周期光纖光柵級聯(lián)液體折射率傳感器；這些方法有相應的缺點，基于端面回波的強度解調(diào)，其靈敏度太低，基于光纖表面等離子共振效應的光纖液體折射率計，其制作工藝復雜、成本高，基于模式干涉的雙長周期光纖光柵級聯(lián)液體折射率傳感器，需要利用光譜儀測量其透射光譜的波峰漂移，這種波長解調(diào)的方法增加了整個系統(tǒng)的成本，并且體積太大不利于攜帶。因此，這些傳感器在實際運用中受到了一定的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種強度解調(diào)型光纖折射率計，該光纖折射率計具有成本低、靈敏度高，便于集成、方便攜帶等優(yōu)點。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案為:一種強度解調(diào)型光纖折射率計，包括寬帶光源(I)、第一單模光纖(2-1)、第二單模光纖(2-2)、多模光纖(2-3)、光電探測器(3)、A/D轉換模塊(4)、單片機(5)。寬帶光源(I)的輸出端與第一單模光纖(2-1)的左端連接，第一單模光纖(2-1)的右端與第二單模光纖(2-2)的左端通過光纖大錯位熔接結構連接，第二單模光纖(2-2)的右端與多模光纖(2-3)的左端連接，多模光纖(2-3)的右端與光電探測器(3)的輸入端連接，光電探測器(3)的輸出端與Α/D轉換模塊(4)的輸入端連接，Α/D轉換模塊(4)的輸出端與單片機(5)的輸入端連接。
[0006]所述的寬帶光源⑴波長范圍為1500-1600nm。
[0007]所述的第二單模光纖(2-2)長度為10-20mm，纖芯直徑為8-10μπι，包層直徑為125 μ m0
[0008]所述的光纖大錯位熔接結構，徑向錯位距離為63 μ mo
[0009]所述的多模光纖(2-3)長度為10-20mm，纖芯直徑為80-105 μπι，包層直徑為125 μ m0
[0010]本實用新型所具有的有益效果為:
[0011]1.用光電探測器接收到的光強來解調(diào)出折射率的大小，解調(diào)方法簡單，成本低。
[0012]2.傳感頭采用單模-單模-多模光纖結構，制作簡單，靈敏度高。
[0013]3.體積小，便于集成，方便攜帶，適合戶外測量。
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖及其【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]圖1為本發(fā)明的實驗測量裝置圖。
[0016]圖中，I為寬帶光源；2_1為第一單模光纖'2-2為第二單模光纖；2_3為多模光纖；3為光電探測器；4為Α/D轉換模塊；5為單片機。
【具體實施方式】
[0017]圖1中，一種強度解調(diào)型光纖折射率計，包括寬帶光源1、第一單模光纖2-1、第二單模光纖2-2、多模光纖2-3、光電探測器3、Α/D轉換模塊4、單片機5。寬帶光源I的輸出端與第一單模光纖2-1的左端連接，第一單模光纖2-1的右端與第二單模光纖2-2的左端通過光纖大錯位熔接結構連接，第二單模光纖2-2的右端與多模光纖2-3的左端連接，多模光纖2-3的右端與光電探測器3的輸入端連接，光電探測器3的輸出端與Α/D轉換模塊4的輸入端連接，Α/D轉換模塊4的輸出端與單片機5的輸入端連接。
[0018]其工作方式為:寬帶光源I發(fā)出的寬帶光輸入第一單模光纖2-1中以基模的形式傳播，光能量被束縛在纖芯內(nèi)，光經(jīng)過第一單模光纖2-1傳輸?shù)降诙文９饫w2-2時，由于光纖大錯位熔接結構導致模場直徑不匹配，一部分光注入周圍的介質(zhì)中，另一部分光注入第二單模光纖2-2的包層，激發(fā)包層模在第二單模光纖2-2的包層中傳輸，包層中的光從第二段單模光纖2-2輸出后進入多模光纖2-3的纖芯，多模光纖2-3輸出的光輸入光電探測器3，光電探測器3輸出與輸入光強相對應的電壓，光電探測器3的輸出電壓由Α/D轉換模塊4轉換為數(shù)字信號輸出，并進入單片機5進行處理。當?shù)诙文９饫w2-2周圍介質(zhì)的折射率發(fā)生變化時，在光纖大錯位熔接結構處光耦合進入第二單模光纖2-2包層中的光強會隨之改變，導致多模光纖2-3的輸出光強也隨之改變，從而改變光電探測器3的輸出電壓，并改變Α/D轉換模塊4的輸出信號，單片機5根據(jù)預先標定的光強-折射率對應關系計算出介質(zhì)折射率，該裝置正是通過監(jiān)測光電探測器接收光強的大小來測量周圍介質(zhì)折射率的值。
【主權項】
1.一種強度解調(diào)型光纖折射率計，包括寬帶光源(I)、第一單模光纖(2-1)、第二單模光纖(2-2)、多模光纖(2-3)、光電探測器(3)、A/D轉換模塊(4)、單片機(5);寬帶光源(I)的輸出端與第一單模光纖(2-1)的左端連接，多模光纖(2-3)的右端與光電探測器(3)的輸入端連接，光電探測器(3)的輸出端與Α/D轉換模塊(4)的輸入端連接，Α/D轉換模塊(4)的輸出端與單片機(5)的輸入端連接；其特征在于，所述的第一單模光纖(2-1)的右端與第二單模光纖(2-2)的左端通過光纖大錯位熔接結構連接，第二單模光纖(2-2)的右端與多模光纖(2-3)的左端連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種強度解調(diào)型光纖折射率計，所述的第二單模光纖(2-2)，長度為10-20mm，纖芯直徑為8_10 μ m，包層直徑為125 μ m。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種強度解調(diào)型光纖折射率計，所述的光纖大錯位熔接結構，徑向錯位距離為63 μ m。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種強度解調(diào)型光纖折射率計，所述的多模光纖(2-3)，長度為10-20mm，纖芯直徑為80-105 μ m，包層直徑為125 μ m。
【專利摘要】本實用新型公開了一種強度解調(diào)型光纖折射率計，它包括寬帶光源、第一單模光纖、第二單模光纖、多模光纖、光電探測器、A/D轉換模塊、單片機。寬帶光源的輸出端與第一單模光纖的左端連接，第一單模光纖的右端與第二單模光纖的左端通過光纖大錯位熔接結構連接，第二單模光纖的右端與多模光纖的左端連接，多模光纖的右端與光電探測器的輸入端連接，光電探測器的輸出端與A/D轉換模塊的輸入端連接，A/D轉換模塊的輸出端與單片機的輸入端連接。當?shù)诙文９饫w周圍介質(zhì)折射率發(fā)生變化時，耦合進入第二單模光纖包層的光強會隨之改變，導致多模光纖的輸出光強也發(fā)生改變，從而改變光電探測器的輸出電壓，并改變A/D轉換模塊的輸出信號，根據(jù)預先標定的光強-折射率關系可以計算出介質(zhì)折射率。該折射率計具有成本低、靈敏度高、便于集成、方便攜帶等優(yōu)點。
【IPC分類】G01N21-01, G01N21-41
【公開號】CN204330589
【申請?zhí)枴緾N201420844003
【發(fā)明人】楊鵬程, 龔華平, 錢紫衡, 熊夢玲
【申請人】中國計量學院
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月26日