基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器及其测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102419313102419313B(45)授权公告日2014.07.02(21)申请号201110230589.0CN200982952Y,2007.11.28,CN202177573U,2012.03.28,(22)申请日2011.08.12Meng,Hongyun(73)专利权人华南师范大学etal.Michelsoninterferometer-based地址510275广东省广州市天河区中山大道fiber-opticsensingofliquidrefractive西55号index.《SENSORSANDACTUATORS(72)发明人蒙红云武晓卫沈维黄旭光B:CHEMICAL》.2011,第160卷720-723.(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限李毛和,等.用光纤迈克耳孙干涉仪测量折公司44102射率.《光学学报》.2000,第20卷(第9期),代理人江裕强黄振健,等.基于光纤折射率传感原理的溶液密度测定方法.《光电子·激光》.2011,第22(51)Int.Cl.卷(第3期),G01N21/45(2006.01)审查员王玮玮(56)对比文件US2006/0072424A1,2006.04.06,CN1055061A,1991.10.02,US2005/0254057A1,2005.11.17,JP特开平2-291940A,1990.12.03,CN1605848A,2005.04.13,权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图4页附图4页(54)发明名称基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器及其测量方法(57)摘要本发明公开基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器及其测量方法，包括宽带光源（1）、光纤耦合器（2）、测量传感头（3）、参考传感头（4）、光谱仪（5）和计算机（6），宽带光源（1）连接到光纤耦合器（2）第一输入端口，光纤耦合器第一输出端口通过光纤连接到测量传感头（3），第二输出端口通过光纤连接到参考传感头（4），第二输入端口与光谱仪连接。测量方法中参考传感头与测量传感头反射的光在经过光纤耦合器时发生干涉，干涉条纹对比度随测量传感头所处的待测物质折射率变化而变化，通过光谱仪和计算机测得干涉条纹的对比度，再经计算机计算得到待测物质的折射率。本发明可实现高精度、大范围的折射率测量，结构简单、操作方便。CN102419313BCN102493BCN102419313B权利要求书1/1页1.利用基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器的折射率测量方法，其特征在于包括：将参考传感头插入参考物质中，测量传感头插入待测物质中；参考传感头与测量传感头反射的光在经过光纤耦合器时发生干涉，干涉条纹对比度随测量传感头所处的待测物质折射率变化而变化，通过光谱仪和计算机测得干涉条纹的对比度，再经计算机计算得到待测物质的折射率；所述干涉条纹的对比度为，其中是光纤纤芯的有效折射率，和分别是待测物质和参考物质的折射率；所述基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器包括宽带光源（1）、光纤耦合器（2）、测量传感头（3）、参考传感头（4）、光谱仪（5）和计算机（6）；所述光纤耦合器（2）的第一输入端口与宽带光源（1）通过光纤连接，第一输出端口与测量传感头（3）通过光纤连接，第二输出端口与参考传感头（4）通过光纤连接，第二输入端口与光谱仪（5）输入端通过光纤连接；参考传感头与测量传感头反射的光在经过光纤耦合器时发生干涉，然后传输到光谱仪（5）；光谱仪（5）的输出端与用于接收光谱仪的输出数据并计算折射率的所述计算机（6）通信连接；参考传感头用于插入参考物质中，测量传感头用于插入待测物质中；所述的测量传感头（3）和参考传感头（4）均为端面与轴线相垂直的未去除包层的普通光纤尾纤。2.如权利要求1所述的利用基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器的折射率测量方法，其特征在于：光纤耦合器的分光比为50%～50%。3.如权利要求1所述的利用基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器的折射率测量方法，其特征在于所述的宽带光源为C波段的宽带光源。4.如权利要求1～3任一项所述的利用基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器的折射率测量方法，其特征在于所使用的光纤均为普通单模光纤。2CN102419313B说明书1/6页基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器及其测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种折射率传感器，尤其涉及一种基于迈克尔逊干涉仪的光纤折射率传感器及其测量方法。背景技术[0002]折射率在物理、生物、化学等学科领域是一个很重要的参数，对其精确测量在化工、医药、食品等相关工业部门有重要意义和用途。因此，许多的测量折射率的方法应运而生。传统的测量方法有掠入射法