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原文传递一种光纤测氧气传感器

专利名称：	一种光纤测氧气传感器
摘要：	本发明公开了一种光纤测氧气传感器，由宽带光源，气室，出气孔，进气孔，蝶形锥，氧敏膜，光谱仪，氧气瓶，氮气瓶，气体流量计，飞秒激光器和光纤光栅组成，氧敏膜具体使用血红蛋白，镀膜方法为光纤光热法；采用了双芯细芯光纤制成的光纤光栅，给整个传感器提供温度补偿作用，排除了温度对传感器的影响；使用飞秒激光器加工单模光纤并且在光纤熔接机上制作蝶形锥结构，该结构的包层厚度将会比普通的的蝶形锥结构更薄，能够提升结构的传感性能。在测量的时候，氧气结合氧敏膜血红蛋白，此时它的有效折射率发生变化。有效折射率的改变会导致光谱仪上干涉光谱的干涉峰变化，通过观察光谱仪上干涉峰的变化即可对氧气的浓度进行检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	中国计量大学
发明人：	沈常宇;帅少杰;孙志强
专利状态：	有效
申请号：	CN201811516209.8
公开号：	CN109444079A
分类号：	G01N21/45(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	310018 浙江省杭州市下沙高教园区学源街258号
主权项：	1.一种光纤测氧气传感器，由宽带光源（1），气室（2），出气孔（3），进气孔（4），蝶形锥（5），氧敏膜（6），光谱仪（7），氧气瓶（8），氮气瓶（9），气体流量计（10），飞秒激光器（11）和光纤光栅（12）组成，其特征在于：宽带光源（1）的右端与蝶形锥（5）的左端相连，蝶形锥（5）的右端与光谱仪（7）相连，蝶形锥（5）放置在气室（2）的内部，氧气瓶（8）与气体流量计（10）的端口1相连，氮气瓶（9）与气体流量计（10）的端口2相连，气体流量计（10）的输出端与气室（2）的进气孔（4）相连，氧敏膜（6）为血红蛋白敏感膜，使用光纤光热法对光纤进行镀膜；使用飞秒激光器（11）将能量聚集在距离光纤包层表面往内部20微米处，同时旋转光纤，在光纤表面加工出一个深度为20微米的环状凹陷，然后平移单模光纤继续上述操作，使得环状凹陷在沿着光纤轴向方向上的长度为200微米；将加工过的光纤在光纤熔接机上进行熔接蝶形锥（5），在蝶形锥（5）右端熔接一个光纤光栅（12），可以用于温度补偿和标定，实现传感器的温度不敏感性；光纤光栅（12）使用双芯细芯光纤制作而成，长度为1cm，光栅周期为500纳米，反射率为0.001，为弱反射光栅；双芯细芯光纤芯径为2微米，两芯之间距离为5微米；氧气瓶（8）和氮气瓶（9）中的气体通过气体流量计来控制各自输出的流量来形成混合气体后，通过气室（2）的进气孔（4）进入气室（2）；混合气体中的氧气结合到氧敏膜（6）血红蛋白上面，改变了氧敏膜（6）的有效折射率；有效折射率的改变将会导致光谱仪（7）上干涉光谱的干涉峰变化，通过观察光谱仪（7）上干涉峰的变化即可对氧气的浓度进行检测。
所属类别：	发明专利