生物膜厚度光纤倏逝波传感器及其生物膜传感器系统

摘要

本发明公开了一种生物膜厚度光纤倏逝波传感器，采用由传感臂和参考臂组成的双探针结构形成；传感臂由多模石英光纤在其一侧腐蚀一段凹槽制成，参考臂由多模石英光纤在其一侧腐蚀一段凹槽并在凹槽内设置聚四氟乙烯滤膜制成。同时，本发明还公开了一种生物膜传感器系统。本发明实现光生物反应器内生物膜厚度在线、原位、准确的测量，建立了传感器测量原理的理论模型，为工业中膜式反应器的过程优化控制，提高光生物制氢效率和推动光生物制氢工程化的发展都具有一定的意义。

主权项

生物膜传感器系统，其特征在于：包括光生物反应器、反应器光源（3）、LED光源（4）、蠕动泵（5）、恒温水浴（6）、培养基储液瓶（7）、气体收集瓶（8）、探测头（9）、光功率计（10）、显微镜（11）和光分路器（12）；所述光生物反应器包括固体基质上板（13）、固体基质下板（14）、传感臂（1）和参考臂（2）；所述固体基质上板（13）和固体基质下板（14）组合成一通明盒体，所述传感臂（1）由多模石英光纤在其一侧腐蚀一段凹槽制成，所述参考臂（2）由多模石英光纤在其一侧腐蚀一段凹槽并在凹槽内设置聚四氟乙烯滤膜制成；所述传感臂（1）和参考臂（2）分别设置在固体基质下板（14）上的凹槽（15）内，所述传感臂（1）和参考臂（2）的未被腐蚀的一侧面贴近凹槽（15）；在固体基质上板（13）上设有入液口和出液口；所述培养基储液瓶（7）设置在恒温水浴（6）中，所述蠕动泵（5）的进口通过管路与培养基储液瓶（7）内连通，所述蠕动泵（5）的出口通过管路与入液口连通；所述出液口通过管路分别与气体收集瓶（8）和培养基储液瓶（7）连接，在靠近气体收集瓶（8）的管路上设置开关阀Ⅰ（16），在靠近培养基储液瓶（7）的管路上设置开关阀Ⅱ（17）；所述反应器光源（3）通过光纤与光分路器（12）连接，所述光分路器（12）输出三路光，其中两路分别与传感臂（1）和参考臂（2）的一端连接，传感臂（1）和参考臂（2）的另一端与探测头（9）连接，第三路通过光纤直接与探测头（9）连接，探测头（9）与光功率计（10）连接，所述LED光源（4）发出的光与通明盒体对应，所述显微镜（11）的镜头位于固体基质上板（13）的正上方。