详情

原文传递以拉锥光纤为介质的液体成分检测装置及方法

专利名称：	以拉锥光纤为介质的液体成分检测装置及方法
摘要：	以拉锥光纤为介质的液体成分检测装置及方法，涉及光检测技术领域。本发明解决了现有液体成分检测方法存在分辨率低和检测灵敏度低的问题。本发明的波形发生器发射的波形信号经微波放大器放大后发送至强度调制器，强度调制器利用波形信号对激光器发射的激光进行编码调节，调制后的激光信号一路作为探测光发送至单边带电光调制器；另一路作为泵浦光发送至第二掺铒光纤放大器；拉锥光纤设置在待测液体中；泵浦光与探测光经由受激布里渊散射效应在拉锥光纤中发生相互作用，相互作用后的探测光入射至探测器的感光面，经探测器光电转换后发送至示波器进行采集。本发明适合于检测液体成分。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨工业大学
发明人：	董永康;巴德欣;闫嘉亮;张晓沛;李惠
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910147830.X
公开号：	CN109856057A
代理机构：	哈尔滨市松花江专利商标事务所
代理人：	毕雅凤
分类号：	G01N21/17(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
主权项：	1.以拉锥光纤为介质的液体成分检测装置，其特征在于，该装置包括激光器(1)、强度调制器(2)、单边带电光调制器(3)、微波源(4)、第一掺铒光纤放大器(5)、延时光纤(6)、拉锥光纤(7)、环行器(9)、探测器(10)、示波器(11)、第二掺铒光纤放大器(12)、微波放大器(13)和波形发生器(14)；波形发生器(14)发射的波形信号经微波放大器(13)放大后发送至强度调制器(2)，强度调制器(2)利用波形信号对激光器(1)发射的激光进行编码调制，调制后的激光信号一路作为探测光发送至单边带电光调制器(3)；另一路作为泵浦光发送至第二掺铒光纤放大器(12)；单边带电光调制器(3)利用微波源(4)发送的微波信号对该路光信号进行单边带调制，形成具有下移频的探测光，具有下移频的探测光经第一掺铒光纤放大器(5)后入射至延时光纤(6)进行延时，经延时光纤(6)延时后的探测光再入射至拉锥光纤(7)，拉锥光纤(7)设置在待测液体中；第二掺铒光纤放大器(12)对泵浦光进行放大后通过环行器(9)的1端口射入经2号口射出至拉锥光纤(7)；经过放大后的泵浦光与延时后的探测光在拉锥光纤(7)内相互作用，形成一个相关峰，在相关峰处发生受激布里渊散射，从拉锥光纤(7)射出的探测光经环行器(9)的2号口入，经环行器(9)的3号口射出至探测器(10)的感光面，经探测器(10)的光电转换后发送至示波器(11)。 2.根据权利要求1所述的以拉锥光纤为介质的液体成分检测装置，其特征在于，激光器(1)采用输出波长为1550nm的分布反馈式光纤激光器。 3.根据权利要求1或2所述的以拉锥光纤为介质的液体成分检测装置，其特征在于，微波源(4)和波形发生器(14)均替换为函数发生器。 4.根据权利要求1或2所述的以拉锥光纤为介质的液体成分检测装置，其特征在于，第二掺铒光纤放大器(12)与强度调制器(2)之间设置有脉冲调制器，所述脉冲调制器接收强度调制器(2)输出的泵浦光进行脉冲调制，将脉冲调制后的激光发射至第二掺铒光纤放大器(12)。 5.根据权利要求1所述的以拉锥光纤为介质的液体成分检测装置，其特征在于，第二掺铒光纤放大器(12)与强度调制器(2)之间设置有脉冲调制器，所述脉冲调制器接收强度调制器(2)输出的泵浦光进行脉冲调制，将脉冲调制后的激光发射至第二掺铒光纤放大器(12)。 6.以拉锥光纤为介质的液体成分检测方法，其特征在于，该方法的具体过程为：步骤一、利用波形信号对激光信号进行编码调制，将编码调制后的激光信号分为两路，上路光作为探测光，下路光作为泵浦光；步骤二、利用微波对上路光信号进行单边带调制，获得具有下移频的探测光，具有下移频的探测光经第一掺铒光纤放大器(5)放大后入射至延时光纤(6)，经延时光纤(6)延时后入射至拉锥光纤(7)；下路光信号通过第二掺铒光纤放大器(12)放大后的注入环行器(9)的1号口，经环行器(9)的2号口射出后入射至拉锥光纤(7)；步骤三、放大后的泵浦光和延时后的具有下移频的探测光在拉锥光纤(7)内相互作用，形成一个相关峰，在相关峰处发生受激布里渊散射，从拉锥光纤(7)射出的探测光由环行器(9)的2号口入射后，从环行器(9)的3号口射出至探测器(10)的感光面，经探测器(10)光电转换后发送至示波器(11)。步骤四、对示波器(11)对接收的的电信号进行去噪声和解调后获得拉锥光纤中相关峰处的布里渊频移，根据布里渊频移与液体成分的关系，获得拉锥光纤所处液体的成分。
所属类别：	发明专利