一种基于pdms微流通道的橄榄油纯度测定仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及鉴别橄榄油纯度检测技术、长周期光纤光栅传感、微流控领域，利 用的是长周期光纤光栅对外界折射率敏感特性、聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane， PDMS)能对溶液进行微流控制的特点，该测定仪含有体积小、响应速度快、灵敏度高、安全可 靠、耐腐蚀、直接实时等诸多优点。
【背景技术】
[0002] 食品质量问题一直是社会极为关注的焦点，包括市面上出售的橄榄油，日常生活 中很难能买到纯正的橄榄油。由于橄榄油成本高，一些不法商家为了谋取暴利，经常会在橄 榄油里掺杂其他廉价的食用油，比如葵花油、花生油。这种做法不仅破坏消费市场，还给消 费者的身体健康造成极大的影响，因此对橄榄油纯度的检测显得很有必要。而目前研宄出 的橄榄油纯度检测技术主要有色谱法、核磁共振法等，但是由于存在成本高、操作复杂等各 种各样的缺点而无法真正普及到日常生活中，因此本实用新型提出一种简单、低成本、直接 且实时的橄榄油纯度测定仪。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型的目的是为了克服上述产生的问题，满足人们的需求，提出一种基于 PDMS的橄榄油纯度测定仪，该测定仪体积小、响应速度快、灵敏度高、安全可靠、耐腐蚀、直 接实时，应用前景广阔。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于PDMS的橄榄油纯度测 定仪，由宽带光源、输入光纤、3dB耦合器、长周期光纤光栅、输出光纤、光功率计、PDMS微流 通道、塑料导管、注射泵、废液池组成。
[0005] 本实用新型所述宽带光源发出的光经输入光纤后被3dB耦合器分成两路，其中 一路光入射到被封装在由I 3DMS基片和PDMS底片合成的TOMS微流通道内部的长周期光纤 光栅上，不同纯度的橄榄油样品在注射泵的动力下通过输入导管进入PDMS微流通道与长 周期光纤光栅接触，从而使透射光发生变化，经输出光纤入射到光功率计，另一路光同理， 得到纯橄榄油对应功率值，通过对比不同橄榄油样品和纯橄榄油对应的功率值，达到检测 橄榄油纯度的目的。
[0006] 本实用新型所述的宽带光源用作发出入射光，工作波长范围为650nm至1600nm， 光谱范围能够包含所刻写的长周期光纤光栅的谐振波长。
[0007] 本实用新型所述的光功率计工作波长范围为800nm~1700nm，探头类型为铟镓 砷，功率测量范围为-50dB~+26dB，分辨率为0.0 ldB，具有FC/SC/ST通用接口，方便连接 输出光纤，重量为310g，方便随身携带。
[0008] 本实用新型所述的PDMS是最广泛实用的以硅为基础的有机聚合物材料，具有惰 性、无毒、不易燃的特点。所制成的固态PDMS微流通道能精确到纳米级，该微流通道由PDMS 基片和PDMS底片合成，将长周期光纤光栅放置在该微流通道里，能够排除外界温度变化和 拉力、压力等硬性因素干扰，给予光栅与橄榄油溶液良好的接触反应空间。同时PDMS具有 疏水性和防水性，可起到极好的封装作用，使用温度达到_40°C~200°C，完全能够满足日 常的使用环境。另外，PDMS有光学透明的性质，能够方便观察被测油与长周期光纤光栅的 接触情况。
[0009] 本实用新型所述的塑料导管直径为1mm，分为输入导管和输出导管，两根导管分别 插在PDMS的左右两侧用于引入溶液和引出溶液。橄榄油溶液装在注射器里在注射泵的动 力下通过输入导管进入PDMS，当发现溶液从输出导管出来时，认为此时溶液和PDMS已经充 分接触。每一组溶液检测完，注射异丙醇通过输入、输出导管进行反复清洗。
[0010] 本实用新型所述的长周期光纤光栅是将单模光纤用二氧化碳激光器残余应力释 放法刻写，并用HF腐蚀的方法提高长周期光纤光栅对外界折射率的敏感响应。由于不同纯 度的橄榄油折射率变化不大，所以光谱的波长漂移较小，所幸观察发现透射光谱衰减峰强 度变化大，为了方便检测，这里用衰减峰强度作为检测指标。由于橄榄油溶液的折射率都略 高于长周期光纤光栅包层的折射率（1. 45)，此时可用菲涅尔反射原理分析包层模式的光在 长周期光纤光栅包层和介质分界面处的变化，表达式为：
【主权项】
1. 一种基于PDMS微流通道的橄榄油纯度测定仪，其特征在于由宽带光源（I)、输入光 纤⑵、3dB耦合器（3)、注射泵（4)、输入导管（5)、PDMS基片（6)、输出导管（7)、长周期光 纤光栅⑶、PDMS底片（9)、输出光纤（10)、光功率计（11)、废液池（12)组成，所述宽带光源 (1)发出的光经输入光纤（2)后被3dBf禹合器（3)分成两路，其中一路光入射到被封装在由 PDMS基片（6)和PDMS底片（9)合成的PDMS微流通道内部的长周期光纤光栅（8)上，不同 纯度的橄榄油样品在注射泵（4)的动力下通过输入导管（5)进入PDMS微流通道与长周期 光纤光栅（8)接触，从而使透射光发生变化，经输出光纤（10)入射到光功率计（11)，另一路 光同理，得到纯橄榄油对应功率值，通过对比不同橄榄油样品和纯橄榄油对应的功率值，达 到检测橄榄油纯度的目的。
2. 根据权利要求1所述的一种基于PDMS微流通道的橄榄油纯度测定仪，其特征是：所 述宽带光源（1)工作波长范围为650nm至1650nm，光谱范围能够包含所刻写的长周期光纤 光栅的谐振波长。
3. 根据权利要求1所述的一种基于PDMS微流通道的橄榄油纯度测定仪，其特征是： 所述光功率计（11)工作波长范围为800nm~1700nm，探头类型为铟镓砷，功率测量范围 为-50dB~+26dB，分辨率为0.OldB，具有FC/SC/ST通用接口，可以连接输出光纤，重量为 310g〇
4. 根据权利要求1所述的一种基于PDMS微流通道的橄榄油纯度测定仪，其特征是：所 述PDMS基片（6)和PDMS底片（9)是以硅为基础的有机聚合物材料。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于PDMS微流通道的橄榄油纯度测定仪，所述系统主要包括宽带光源、输入光纤、3dB耦合器、长周期光纤光栅、输出光纤、光功率计、聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道、塑料导管、注射泵、废液池。本实用新型根据长周期光纤光栅对折射率敏感的特性，因纯橄榄油和掺杂其他食用油的混合油折射率不同，光功率计测得的对应功率值就不同。将光源发出的一束光经3dB耦合器分成两路，分别测得光束经接触了被测油和纯橄榄油的长周期光纤光栅后的功率值，若二者功率值之差超过允许误差范围，则说明被测油不是纯的橄榄油。PDMS微流通道作为溶液的传输载体和封装载体，使检测结果更精准。该系统具有结构简单、成本低廉、直接实时、无污染、安全等特点。
【IPC分类】G01N21-27, G01N21-41
【公开号】CN204462012
【申请号】CN201420812410
【发明人】施玲燕, 郎婷婷, 范瑜, 梁明玉, 倪思凯, 卞继成, 张路遥
【申请人】施玲燕
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年12月19日