压强、温度和组分浓度同时检测的多态气液光纤传感器

摘要

本发明是一种压强、温度和组分浓度同时检测的多态气液光纤传感器，其由宽波段光源、光谱分析仪器、回光导光光纤、第一导光光纤，光纤耦合器、第二导光光纤和传感光纤探头组成，在传感光纤探头上加工有对被测液体、气体温度进行检测的温度腔、对被测液体、气体压强进行检测的压力腔以及对被测液体、气体组分浓度进行检测的组分浓度腔，温度腔和压力腔中设置有反射波长不同的布拉格光纤光栅，通过检测各布拉格光纤光栅反射波长的变化测得被测液体或气体的温度及压强信息。在组分浓度腔中的光纤段上加工有消逝场传感区，利用消逝场与被测液体、气体的相互作用，通过监测光纤中相应波长段光强的衰减程度得到被测液体、气体组分浓度的大小。

主权项

一种压强、温度和组分浓度同时检测的多态气液光纤传感器，其特征在于，所述多态气液光纤传感器由宽波段光源(1)、光谱分析仪器(2)、回光导光光纤(3)、第一导光光纤(4)、光纤耦合器(5)、第二导光光纤(6)和传感光纤探头(7)组成，传感光纤探头(7)具有腔壁(18)，腔壁(18)之间固设有多个固定挡板(29)和一个能自由滑动的活动挡板(24)，多个固定挡板(29)与腔壁(18)之间密封连接，多个固定挡板(29)及活动挡板(24)的几何中心钻有孔(34)，且多个固定挡板(29)及活动挡板(24)之间都设有一间隔，并由腔壁(18)与多个固定挡板(29)及活动挡板(24)间分别形成温度腔(11)、组分浓度腔(12)、压力腔(13)和压力调节腔(14)；温度腔(11)、组分浓度腔(12)、压力腔(13)和压力调节腔(14)设置在腔壁(18)的中心线上；组分浓度腔(12)和压力腔(13)的腔壁(18)上钻有连通孔(15)，待测物质通过连通孔(15)进入相应腔体内，压力调节腔(14)的腔壁上有抽气孔(32)，抽气孔(32)中安装有密封盖(16)，所述第二导光光纤(6)包括第一光纤段(17)、第二光纤段(21)、第三光纤段(22)和第四光纤段(31)；在第一光纤段(17)上设置有第一布拉格光纤光栅(19)，第一布拉格光纤光栅(19)对被测液体、气体的温度进行检测，第一光纤段(17)在温度腔(11)内留出一部分光纤形成第一富余光纤(20)；在第二光纤段(21)上设置有消逝场传感区(33)，消逝场传感区(33)对被测液体、气体组分浓度进行检测；在第三光纤段(22)上设置第二布拉格光纤光栅(23)，第二布拉格光纤光栅(23)对被测液体、气体的压强进行检测；第四光纤段(31)分布在压力调节腔(14)内，其长度大于压力调节腔(14)的长度，并形成第二富余光纤(30)，第二富余光纤(30)能使活动挡板(24)在沿腔壁(18)产生位移时不受第四光纤段(31)的拉力影响，保证自由活动。