发明名称 光纤感测器量测系统
摘要 本发明系为一种光纤感测器量测系统,主要利用多次全反射所产生之干涉来算出待测物体之折射率。在结构上包括一雷射光源产生器、一振荡器、一电光调制器、一D型光纤感测器、一偏极旋转器,一导出平行化元件、一检偏板、一光侦测器及一锁相放大器。其优点及功效包括:只需少量待测物体即可即时量测、体积小可伸入缝隙或小空间中量测、灵敏度高、更换简易、操作简易与应用范围极广,特别是可应用于血糖浓度、大气湿度、空气污染、水污染、有害气体、真空压力、弯曲形变、温度变化等等之精密量测。
申请公布号 TWI226436 申请公布日期 2005.01.11
申请号 TW092122444 申请日期 2003.08.15
申请人 国立虎尾科技大学 发明人 邱铭宏;徐韶男;杨锡杭;胡国兴
分类号 G01N21/41 主分类号 G01N21/41
代理机构 代理人 赵元宁 台中市南区建国南路一段二六三号二楼
主权项 1.一种光纤感测器量测系统,其包括:一雷射光源产生器,用以产生一平行化之光源;一振荡器,用以产生一驱动振荡电子信号及一与该驱动振荡电子信号同步之参考电子信号;一电光调制器,用以接收该平行化光源并藉由该驱动振荡电子信号,经一驱动电路使其输出两个互相垂直、频率略有不同且具有一频差的外差光源;一D型光纤感测器,其具有一已知的第一折射率(n1),并具有一概呈圆柱状之导入段、一概呈半圆柱状之侦测段及一概呈圆柱状之导出段,该侦测段具有一反射面,以接触一具有一未知的第二折射率(n2)之待测物体,又该侦测段具有一侦测段长度(L)及侦测段厚度(h/2),且,进入该侦测段之介面时分别具有一光进入角(NA)及一光折射角('),另有一产生全反射之光入射角(1);一偏极旋转器,用以调整该二个外差光源使其偏极方向与前述之侦测段之反射面垂直与水平;一导出平行化元件,用以将由该偏极旋转器输出之光线平行化;一检偏板,将该导出平行化元件所输出之光线,取出二偏极方向的部份分量做干涉;一光侦测器,将该检偏板所输出之光线转换成一测试电子信号;一锁相放大器,用以输入将该参考电子信号及该测试电子信号,并经由一运算装置计算而取得其间之总相位差(),其中,该总相位差()等于该侦测段所发生全反射之次数(m)乘上相位差(),且该全反射之次数(m)等于该侦测段长度(L)除以一次全反射之距离(1),又,进入侦测段之数値孔径(NA)及周遭环境的折射率(n0)均为已知;其中,该运算装置系依序利用下列公式,最后即可得知待测物体之第二折射率(n2)。2.如申请专利范围第1项所述之光纤感测器量测系统,其中,该雷射光源产生器依序包括一雷射光源、一偏振板、一物镜及一光纤。3.如申请专利范围第1项所述之光纤感测器量测系统,其中,该光源在进入该D型光纤感测器前设有一光纤耦合器,且,光源在通过该D型光纤感测器后,遇到一个反射镜再反射回该D型光纤感测器中,至该光纤耦合器时再反射出来。图式简单说明:第一图系本发明第一实施例之系统架构图第二图系本发明第二实施例之系统架构图第三图系光全反射示意图第四图系D型光纤感测器之前视图第五A及第五B图系D型光纤感测器之剖视图第六图系D型光纤感测器中全反射传输示意图第七图系本发明量测不同浓度的酒精之实验结果第八图系将本发明应用于量测弯曲变形之示意图第九图系习知的折射率计的结构图第十图系习知的等腰梯形体棱镜之示意图
地址 云林县虎尾镇文化路六十四号
您可能感兴趣的专利