基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器，所述传感器一体化安装在图像传输硬盘上，使用时只需将数据传输硬盘连接到计算机，打开盖子清洗后将待测溶液滴入凹槽即可测量溶液浓度，不使用时盖上盖子即可防尘防水，使用非常方便，检测精度也很高。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器；
[0015]图2是本发明的手机摄像头拍摄到的衍射光谱的相应灰度强度分布曲线；
[0016]图3是本发明的测得的丙三醇溶液浓度与相应折射率关系。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图及实施实例对本发明作进一步描述:
[0018]参见附图1，一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器，其特征在于:由第一单模光纤(1)、SPR传感器(2)、液体槽(3)、液体槽盖(4)、第二单模光纤
(5)、光开关(6)、第三单模光纤(7)、LED光源(8)、CCD摄像头(9)、反射光栅(10)、扩束器
(11)、图像存储硬盘(12)、数据连接线(13)以及计算机(14)组成;在SPR传感器(2)的两端分别连接第一单模光纤(1)和第二单模光纤(5)，将第一单模光纤(1)的另一端口连接到扩束器(11)，扩束器(11)的出射光线能垂直射到反射光栅(10)上，将反射光栅(10)安装在CCD摄像头(9)前，第二单模光纤(5)的另一端口和第三单模光纤(7)—端分别接在光开关(6)的两侧，第三单模光纤⑴另一端与LED光源(8)相连，SPR传感器(2)安装在液体槽(7)中，液体槽盖(8)可覆盖液体槽(7)，第一单模光纤(1)、第二单模光纤(5)、光开关(6)、第三单模光纤
(7)、LED光源(8)、CCD摄像头(9)、反射光栅(10)、扩束器(11)均内嵌于图像储存硬盘(12)，液体槽(3)、液体槽盖(4)在图像储存硬盘(12)表面，图像储存硬盘(12)与计算机(14)用数据连接线(13)连接。
[0019]LED光源(8)发出光线首先耦合进入第三单模光纤(7)，经过光开关(6)和第二单模光纤(5)后再经过浸没在待测溶液中的SPR传感器(2)，SPR传感器(2)的银膜厚度为50nm，光线透过SPR传感器(2)后进入第一单模光纤(1)，扩束器(11)能将第一单模光纤(1)的出射光线扩大并使之垂直射照射到反射光栅(10)，反射光栅(10)的光栅常数为0.83μπι反射光栅(10)产生的衍射光谱图像将由CCD摄像头(9)拍摄，拍摄到的衍射图像传输到计算机(13)后经处理就可以得到待测溶液的浓度。
【主权项】
1.一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器，其特征在于:由第一单模光纤(1)、SPR传感器(2)、液体槽(3)、液体槽盖(4)、第二单模光纤(5)、光开关(6)、第三单模光纤(7)、LED光源(8)、CCD摄像头(9)、反射光栅(10)、扩束器(11)、图像存储硬盘(12)、数据连接线(13)以及计算机(14)组成;在SPR传感器(2)的两端分别连接第一单模光纤(1)和第二单模光纤(5)，将第一单模光纤(1)的另一端口连接到扩束器(11)，扩束器(11)的出射光线能垂直射到反射光栅(10)上，将反射光栅(10)安装在CCD摄像头(9)前，第二单模光纤(5)的另一端口和第三单模光纤(7)—端分别接在光开关(6)的两侧，第三单模光纤(7)另一端与LED光源(8)相连，SPR传感器(2)安装在液体槽(7)中，液体槽盖(8)可覆盖液体槽(7)，第一单模光纤(1)、第二单模光纤(5)、光开关(6)、第三单模光纤(7)、LED光源(8)、CCD摄像头(9)、反射光栅(10)、扩束器(11)均内嵌于图像储存硬盘(12)，液体槽(3)、液体槽盖(4)在图像储存硬盘(12)表面，图像储存硬盘(12)与计算机(14)用数据连接线(13)连接。2.根据权利要求1所述的一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器，其特征在于:第一单模光纤(1)、SPR传感器(2)、第二单模光纤(5)、第三单模光纤(7)的纤芯直径为400μηι。3.根据权利要求1所述的一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器，其特征在于:第一单模光纤(1)、SPR传感器(2)、第二单模光纤(5)以及第三单模光纤(7)的纤芯材质为PCS聚合物。4.根据权利要求1所述的一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器，其特征在于:SPR传感器(2)的光纤长度为10mm，光纤表面镀银，银膜厚度为20-100nm。5.根据权利要求1所述的一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器，其特征在于:反射光栅(10)的光栅常数为0.67μπι?0.83μπι。6.根据权利要求1所述的一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器，其特征在于:反射光栅(10)表面用Slygard 184硅橡胶进行固化处理，固化后在室温下静置48小时，然后再与第一单模光纤(1)连接。
【专利摘要】一种基于图像分析和表面等离子体共振的液体折射率光纤传感器，其特征在于：由第一单模光纤、SPR传感器、液体槽、液体槽盖、第二单模光纤、光开关、第三单模光纤、LED光源、CCD摄像头、反射光栅、扩束器、图像存储硬盘、数据连接线以及计算机组成；在SPR传感器的两端分别连接第一单模光纤和第二单模光纤，将第一单模光纤的另一端口连接到扩束器，扩束器出射光线能垂直射到反射光栅上，将反射光栅安装在CCD摄像头前，第二单模光纤的另一端口和第三单模光纤一端分别接在光开关的两侧，第三单模光纤另一端与LED光源相连，图像储存硬盘与计算机用数据连接线连接。本发明灵敏度高、使用方便、成本较低，可以应用于检测各种环境指标及生理健康参数。
【IPC分类】G01N9/24
【公开号】CN105466808
【申请号】CN201610031029
【发明人】沈常宇, 李文军, 沈晗, 包立峰
【申请人】中国计量学院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月13日