专利名称：一种生化及医用空芯布拉格光纤测量分析系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空芯布拉格光纤测量分析系统，具体地涉及一种可应用 于生化医用领域中流体组分及浓度测量的空芯布拉格光纤测量分析系统。
背景技术：
布拉格光纤是一种新型的光子带隙光纤，其结构特点是光纤的纤芯为空气， 包层为折射率周期性变化的介质膜，通过多层介质膜的布拉格衍射作用把光局 限在中间的空气纤芯内传输。不同的设计具有不同的带隙，因此具有不同的传 输光谱，所以这类光纤能够传导紫外到红外的光谱，因此这类光纤非常适合于 光纤传感。
在生物、化学及医疗领域内，经常需要对流动物质的组分及其浓度进行测 量，由于流体中物质组分及其浓度可能会不断变化，对其取样测量不仅工作量 大，操作繁琐，而且采样点数据不能实时得到，测量结果也不准确。 发明内容
本实用新型的目的是解决流体组分及浓度测量的技术难题，提供一种能实时 测量流体组分及浓度的生化及医用空芯布拉格光纤测量分析系统。
本实用新型通过以下技术方案来实现发明目的， 一种生化及医用空芯布拉 格光纤测量分析系统，包括宽带光源、测量装置、光谱分析仪和计算机处理系 统，宽带光源发出连续电磁波经被测物质透射后由光谱分析仪接收，再由计算 机处理系统进行数据处理和分析，所述测量装置为光纤传感测量装置，所述光 纤传感测量装置由空芯布拉格光纤、单模光纤、双包层光纤、流体输入管连接 件和流体输出管连接件，布拉格光纤安装管、单模光纤安装管、双包层光纤安
装管组成，单模光纤安装管、空芯布拉格光纤安装管、双包层光纤安装管依次 同轴设置，并相互连通，流体输入管连接件连接单模光纤安装管和空芯布拉格 光纤安装管，流体输出管连接空芯布拉格光纤安装管和双包层光纤安装管，空 芯布拉格光纤、单模光纤、双包层光纤分别固定于布拉格光纤安装管、单模光 纤安装管、双包层光纤安装管中，宽带光源发出的连续电磁波通过单模光纤接 入空芯布拉格光纤，再由双包层光纤接出并由光谱仪分析仪接收，最后由计算 机处理系统进行数据处理和分析。所述单模光纤的直径小于空芯布拉格光纤空 芯部分直径，所述双包层光纤的内包层直径大于空芯布拉格光纤空芯部分的直 径。所述光纤传感测量装置可固定于保护壳体中，保护壳体可选用不锈钢或陶 瓷材料。
本实用新型中，所述宽带光源为能发射连续红外，可见及紫外电磁波的光 源，光路由宽带光源发出，经布单模光纤传导到空芯布拉格光纤内，在布拉格 光纤空芯内传导光与流体交叠，由双包层光纤输出到光谱分析仪，光谱分析仪 从透过的光谱分析出物质的吸收谱或发射谱，来分析流体的物质组分和浓度。 设计中，在光输入一端选择小芯径的单模光纤，布拉格光纤的空芯直径大于单 模光纤的直径，在光输出一端，采用双包层光纤，其内包层直径大于布拉格光 纤的空芯直径，这样设计可以降低光在耦合过程中的损耗，同时可以有效的增 加光纤端面与光纤端面的距离，有利于流体快速的进入和流出布拉格光纤。
本实用新型的有益效果是整个系统自动化程度高，操作简单，能实时测 量到流体的组分和浓度数据；该系统中光纤传导的光集中在空气纤芯内，待测 的流体物质流经纤芯，光和流体重叠面积大，作用距离长，作用充分，使得透 过光谱的数据易于测量；布拉格光纤的中心气孔较大，便于清洗附着在气孔内
壁的附着物，重复测量不同流体时清洗和使用方便；布拉格光纤的传输波段覆 盖紫外到红外，因为红外是大量物质的指纹区，所以该系统应用普及范围较广。
图1，本实用新型的系统结构图。
图2，光纤传感测量装置结构图。
图中，l光纤传感测量装置、2布拉格光纤、3单模光纤、4双包层光纤、5 流体输入管连接件、6流体输出管连接件、7布拉格光纤安装管、8单模光纤光 纤安装管、9双包层光纤安装管、IO保护壳体、ll宽带光源、12光谱分析仪、 13计算机处理系统、14流体输出管、15流体输出管。
具体实施方式
一种生化及医用空芯布拉格光纤测量分析系统，包括宽带光源11、光纤传 感测量装置1、光谱分析仪12和计算机处理系统13，宽带光源11发出连续波 经被测物质透射后由光谱分析仪12和计算机处理系统13进行测量分析，所述 光纤传感测量装置l由空芯布拉格光纤2、单模光纤3、双包层光纤4、流体输 入管连接件5和流体输出管连接件6，布拉格光纤安装管7、单模光纤安装管8、 双包层光纤安装管9组成，单模光纤安装管7、空芯布拉格光纤安装管8、双包 层光纤安装管9依次同轴设置，并相互连通，流体输入管连接件5连接单模光 纤安装管8和空芯布拉格光纤安装管7，流体输出管连接件6连接空芯布拉格光 纤安装管7和双包层光纤安装管9，空芯布拉格光纤2、单模光纤3、双包层光 纤4分别固定于布拉格光纤安装管7、单模光纤安装管8、双包层光纤安装管9 中，宽带光源11发出的连续电磁波通过单模光纤3接入空芯布拉格光纤2，再 由双包层光纤4接出并由光谱仪分析仪12接收，最后由计算机处理系统13进
行数据处理和分析。所述光纤传感测量装置i可固定于保护壳体io中，保护壳 体10可选用不锈钢或陶瓷材料。所述单模光纤3的直径为0. 125mm，空芯布拉 格光纤2空芯部分直径为0. 2 mm,双包层光纤4的内包层直径为0. 3 mm 。
权利要求1、一种生化及医用空芯布拉格光纤测量分析系统，包括宽带光源、测量装置、光谱分析仪和计算机处理系统，宽带光源发出连续电磁波经被测物质透射后由光谱分析仪接收，再由计算机处理系统进行数据处理分析，其特征在于所述测量装置为光纤传感测量装置(1)，光纤传感测量装置(1)由空芯布拉格光纤(2)、单模光纤(3)、双包层光纤(4)、流体输入管连接件(5)和流体输出管连接件(6)，布拉格光纤安装管(7)、单模光纤安装管(8)、双包层光纤安装管(9)组成，单模光纤安装管(8)、空芯布拉格光纤安装管(7)、双包层光纤安装管(9)依次同轴设置，并相互连通，流体输入管连接件(5)连接单模光纤安装管(8)和布拉格光纤安装管(7)，流体输出管(6)连接空芯布拉格光纤安装管(7)和双包层光纤安装管(9)，空芯布拉格光纤(2)、单模光纤(3)、双包层光纤(4)分别固定于布拉格光纤安装管(7)、单模光纤安装管(8)、双包层光纤安装管(9)内，宽带光源发出的连续波通过单模光纤(3)接入空芯布拉格光纤(2)，再由双包层光纤(4)接出并由光谱仪分析仪接收，最后由计算机处理系统进行数据处理和分析。
2、 根据权利要求1所述的一种生化及医用空芯布拉格光纤测量分析系统， 其特征在于所述单模光纤(3)的直径小于空芯布拉格光纤(2)空芯部分直 径，所述双包层光纤(4)的内包层直径大于空芯布拉格光纤(2)空芯部分的 直径。
3、 根据权利要求1所述的一种生化及医用空芯布拉格光纤测量分析系统， 其特征在于所述光纤传感测量装置(1)可固定于保护壳体(10)中。
4、 根据权利要求3所述的一种生化及医用空芯布拉格光纤测量分析系统， 其特征在于所述保护壳体(10)可选用不锈钢或陶瓷材料。
专利摘要一种生化及医用空芯布拉格光纤测量分析系统，解决流体样品的实时测量技术问题，该装置包括宽带光源、光纤传感测量装置、光谱分析仪和计算机处理系统，光纤传感测量装置由空芯布拉格光纤、单模光纤、双包层光纤、流体输入管连接件和流体输出管连接件，布拉格光纤安装管、单模光纤安装管、双包层光纤安装管组成，宽带光源发出的连续波通过单模光纤接入空芯布拉格光纤，再由双包层光纤接出并由光谱仪分析仪接收，最后由计算机处理系统进行数据处理和分析。整个系统自动化程度高，操作简单，能实时测量到流体的组分和浓度数据，清洗和使用方便，应用普及范围广。
文档编号G01N33/50GK201203614SQ20082009150
公开日2009年3月4日 申请日期2008年1月2日 优先权日2008年1月2日
发明者敏 张, 邢凤飞, 郭春雨, 闫培光, 阮双琛 申请人:深圳大学;闫培光;阮双琛;张 敏;郭春雨;邢凤飞