一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其包括水槽、水泵、光纖光柵傳感器、ASE光源和光纖光譜儀，光纖光柵傳感器由雙層保護(hù)套管及刻有對溫度和折射率敏感的級聯(lián)光纖光柵的單模光纖組成，雙層保護(hù)套管的上部設(shè)置有進(jìn)水管和出水管，單模光纖同軸貫穿設(shè)置于雙層保護(hù)套管上，單模光纖位于雙層保護(hù)套管內(nèi)的部分完全密封于雙層保護(hù)套管內(nèi)，從進(jìn)水管進(jìn)入的流水流經(jīng)級聯(lián)光纖光柵后從出水管流出，水槽與水泵的進(jìn)水端連接，水泵的出水端與進(jìn)水管連接，出水管與水槽連接，單模光纖的兩端分別與ASE光源的輸出端和光纖光譜儀的輸入端連接；優(yōu)點是本裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作簡易，而且能夠有效地提高流水溫度和折射率的監(jiān)測精度。
【專利說明】一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流水質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)，尤其是涉及一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的加速，環(huán)境污染和生態(tài)破壞問題也愈演愈烈，人類的生存環(huán)境遭到了前所未有的破壞。其中，水污染問題是最為突出，且最難以監(jiān)測及避免的，例如廣泛存在于自然環(huán)境中的鉻、鉛等重金屬污染和硝酸鹽與亞硝酸鹽污染。因此，研究一種能夠快速、簡便、實時監(jiān)測流水質(zhì)量的技術(shù)是十分有必要的。
[0003]眾所周知，隨著水溶劑里面可溶性雜質(zhì)溶度的增加，其折射率會發(fā)生明顯的變化，因此通過監(jiān)測其折射率的變化，便可得知水里面雜質(zhì)含量的高低，從而鑒別水質(zhì)的好壞；同時，水的溫度也會在一定的程度上影響水質(zhì)的好壞，水溫越高越利于細(xì)菌及藻類生長，從而影響水質(zhì)。另一方面，光纖光柵傳感器具有抗干擾能力強(qiáng)、絕對測量、傳輸距離遠(yuǎn)、體積小等優(yōu)勢，一直被看好是研制生化傳感器的理想技術(shù)。目前，通過一些特定結(jié)構(gòu)的光纖光柵組合來測量各種物理量已經(jīng)成為一個十分熱門的方向。因此，如何基于光纖光柵傳感技術(shù)制作和設(shè)計一種能夠?qū)崟r監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置是一個值得探討的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、操作簡易，且監(jiān)測精度高。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于包括水槽、水泵、光纖光柵傳感器、ASE光源和光纖光譜儀，所述的光纖光柵傳感器由雙層保護(hù)套管及刻有對溫度和折射率敏感的級聯(lián)光纖光柵的單模光纖組成，所述的雙層保護(hù)套管的上部設(shè)置有進(jìn)水管和出水管，所述的單模光纖同軸貫穿設(shè)置于所述的雙層保護(hù)套管上，所述的單模光纖位于所述的雙層保護(hù)套管內(nèi)的部分完全密封于所述的雙層保護(hù)套管內(nèi)，且要求從所述的進(jìn)水管進(jìn)入的流水流經(jīng)所述的級聯(lián)光纖光柵后從所述的出水管流出，所述的水槽與所述的水泵的進(jìn)水端連接，所述的水泵的出水端與所述的進(jìn)水管連接，所述的出水管與所述的水槽連接，所述的ASE光源的輸出端與所述的單模光纖外露于所述的雙層保護(hù)套管的頂部外的上端連接，所述的單模光纖外露于所述的雙層保護(hù)套管的底部外的下端與所述的光纖光譜儀的輸入端連接。
[0006]所述的雙層保護(hù)套管包括同軸設(shè)置的兩端封閉的外保護(hù)管和兩端封閉的內(nèi)保護(hù)管，所述的外保護(hù)管的上部設(shè)置有外管進(jìn)水口和外管出水口，所述的進(jìn)水管連接于所述的外管進(jìn)水口上，所述的內(nèi)保護(hù)管的下部且靠近所述的內(nèi)保護(hù)管的底部沿周向設(shè)置有多個內(nèi)管進(jìn)水口，所述的內(nèi)管進(jìn)水口連通所述的外保護(hù)管的內(nèi)腔與所述的內(nèi)保護(hù)管的內(nèi)腔，所述的內(nèi)保護(hù)管的上部設(shè)置有內(nèi)管出水口，所述的出水管連接于所述的內(nèi)管出水口與所述的外管出水口上，所述的載氫單模光纖同軸穿過所述的外保護(hù)管的頂部、所述的內(nèi)保護(hù)管的頂部、所述的內(nèi)保護(hù)管的底部、所述的外保護(hù)管的底部，且使所述的單模光纖的上端外露于所述的外保護(hù)管的頂部外，所述的單模光纖的下端外露于所述的外保護(hù)管的底部外。
[0007]所述的外保護(hù)管的頂部設(shè)置有用于排出位于所述的外保護(hù)管內(nèi)的流水中所含有的氣泡的出氣管。
[0008]所述的內(nèi)管進(jìn)水口上覆蓋有用于阻止雜質(zhì)進(jìn)入所述的內(nèi)保護(hù)管的金屬篩網(wǎng)。
[0009]所述的單模光纖包括已剝除涂覆層的測量部分及位于所述的測量部分的一端且未剝除涂覆層的上連接部分和位于所述的測量部分的另一端且未剝除涂覆層的下連接部分，所述的測量部分上光刻有一個僅對溫度敏感的布拉格光纖光柵和一個對折射率敏感的M-Z干涉儀，所述的布拉格光纖光柵和所述的M-Z干涉儀構(gòu)成所述的級聯(lián)光纖光柵，所述的測量部分上光刻有所述的布拉格光纖光柵和所述的M-Z干涉儀的部分裸光纖限制于所述的內(nèi)管進(jìn)水口與所述的內(nèi)管出水口之間，所述的測量部分的兩端分別套設(shè)有用于保護(hù)所述的測量部分的端頭的熱縮套管，其中一個所述的熱縮套管穿過所述的雙層保護(hù)套管的頂部并與其密封連接，另一個所述的熱縮套管穿過所述的雙層保護(hù)套管的底部并與其密封連接，使所述的測量部分完全密封于所述的雙層保護(hù)套管內(nèi)，所述的上連接部分的自由端構(gòu)成所述的單模光纖的上端，所述的下連接部分的自由端構(gòu)成所述的單模光纖的下端；在此，在測量部分上光刻一個布拉格光纖光柵和一個M-Z干涉儀，由于布拉格光纖光柵對外界環(huán)境溫度敏感而對折射率不敏感，因此可以精確的實時監(jiān)測流水的溫度，同時由于由一對相同的長周期光纖光柵構(gòu)成的M-Z干涉儀的透射譜干涉峰寬度窄、且對折射率敏感，因此可以實時測量外界環(huán)境中折射率的變化；由于已去除涂覆層的測量部分完全密封于雙層保護(hù)套管內(nèi)，因此在實時監(jiān)測時可以有效的降低裸光纖因外界環(huán)境變化而損壞的風(fēng)險，同時由于雙層保護(hù)套管是一個密閉結(jié)構(gòu)，因此可以將折斷之后的碎光纖收集起來，從而可以有效地避免因裸光纖折斷而帶來的安全隱患。
[0010]所述的M-Z干涉儀由一對相同的長周期光纖光柵構(gòu)成,所述的布拉格光纖光柵位于兩個所述的長周期光纖光柵之間。
[0011]所述的布拉格光纖光柵的柵區(qū)的長度為1cm，所述的長周期光纖光柵的柵區(qū)的長度為1.7cm，兩個所述的長周期光纖光柵相對一端之間的距離為3.5?4.5cm，所述的布拉格光纖光柵與其中一個所述的長周期光纖光柵相對一端之間的距離為1.5cm。
[0012]所述的水槽通過輸水管與所述的水泵的進(jìn)水端連接，所述的輸水管伸入所述的水槽內(nèi)的一端上連接有用于防止不溶解的大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入所述的光纖光柵傳感器中的過濾嘴。
[0013]所述的水泵連接有用于控制水泵工作的控制模塊，所述的控制模塊包括直流電源、用于控制所述的水泵的轉(zhuǎn)速的電位器、水泵開關(guān)，所述的直流電源、所述的電位器、所述的水泵開關(guān)和所述的水泵的電動機(jī)依次電連接構(gòu)成閉合回路。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
O由于流水中可溶性物質(zhì)的溶度變化而導(dǎo)致的流水的折射率發(fā)生改變，或流水的溫度發(fā)生改變，都會使通過光刻有對溫度和折射率敏感的級聯(lián)光纖光柵的單模光纖之后的光譜發(fā)生變化，因此本裝置可實現(xiàn)流水溫度和折射率的實時監(jiān)測。
[0015]2 )由于光纖光柵傳感器采用了雙層保護(hù)套管來保護(hù)刻有級聯(lián)光纖光柵的裸光纖，因此在實時監(jiān)測時可以有效的降低裸光纖因外界環(huán)境變化而損壞的風(fēng)險，同時由于雙層保護(hù)套管是一個密閉結(jié)構(gòu)，因此可以將折斷之后的碎光纖收集起來，從而可以有效地避免因裸光纖折斷而帶來的安全隱患；另一方面，在雙層保護(hù)套管的作用下，可以除去實時監(jiān)測時流水中所含氣泡的影響，從而可有效地提高流水溫度和折射率的監(jiān)測精度。
[0016]3)本裝置利用水槽、水泵、光纖光柵傳感器、ASE光源和光纖光譜儀就可實現(xiàn)流水溫度和折射率的實時監(jiān)測，不僅結(jié)構(gòu)簡單、成本低，而且操作簡易。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的裝置中的光纖光柵傳感器的透視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3為利用本發(fā)明的裝置監(jiān)測得到的不同溫度下流水的透射光譜。
[0020]圖4為利用本發(fā)明的裝置監(jiān)測得到的不同折射率下流水的透射光譜。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022]本發(fā)明提出的一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，如圖1所示，其包括水槽
1、水泵2、光纖光柵傳感器3、ASE光源4和光纖光譜儀5，光纖光柵傳感器3由雙層保護(hù)套管31及刻有對溫度和折射率敏感的級聯(lián)光纖光柵的單模光纖32組成，雙層保護(hù)套管31的上部設(shè)置有進(jìn)水管61和出水管62，且進(jìn)水管61的位置低于出水管62的位置，單模光纖32同軸貫穿設(shè)置于雙層保護(hù)套管31上，單模光纖32位于雙層保護(hù)套管31內(nèi)的部分完全密封于雙層保護(hù)套管31內(nèi)，且要求從進(jìn)水管61進(jìn)入的流水流經(jīng)級聯(lián)光纖光柵后從出水管62流出，水槽I通過輸水管91與水泵2的進(jìn)水端連接，輸水管91伸入水槽I內(nèi)的一端上連接有用于防止不溶解的大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入光纖光柵傳感器3中的過濾嘴92，水泵2的出水端通過引水管93與進(jìn)水管61連接，出水管62通過回水管94與水槽I連接，水泵2連接有用于控制水泵工作的控制模塊，控制模塊包括12V的直流電源21、電位器22、水泵開關(guān)23，電位器22用來控制水泵2的轉(zhuǎn)速，從而可以控制通過光纖光柵傳感器3中流水的速度，直流電源21、電位器22、水泵開關(guān)23和水泵2的電動機(jī)依次由導(dǎo)線電連接構(gòu)成閉合回路，ASE光源4的輸出端通過Corning SMF-28單模光纖與單模光纖32外露于雙層保護(hù)套管31的頂部外的上端連接，單模光纖32外露于雙層保護(hù)套管31的底部外的下端通過Corning SMF-28單模光纖與光纖光譜儀5的輸入端連接。
[0023]在本實施例中，如圖2所示，雙層保護(hù)套管31包括同軸設(shè)置的兩端封閉的外保護(hù)管311和兩端封閉的內(nèi)保護(hù)管312，外保護(hù)管311的頂部設(shè)置有用于排出位于外保護(hù)管311內(nèi)的流水中所含有的氣泡的出氣管313，外保護(hù)管311的上部設(shè)置有外管進(jìn)水口 314和外管出水口 315，且外管進(jìn)水口 314的位置低于外管出水口 315的位置，進(jìn)水管61連接于外管進(jìn)水口 314上，內(nèi)保護(hù)管312的下部且靠近內(nèi)保護(hù)管312的底部沿周向均勻設(shè)置有多個內(nèi)管進(jìn)水口 316，內(nèi)管進(jìn)水口 316連通外保護(hù)管311的內(nèi)腔與內(nèi)保護(hù)管312的內(nèi)腔，內(nèi)保護(hù)管312的上部設(shè)置有內(nèi)管出水口 317，內(nèi)管進(jìn)水口 316上覆蓋有用于阻止雜質(zhì)進(jìn)入內(nèi)保護(hù)管312的金屬篩網(wǎng)318，也可在內(nèi)保護(hù)管312的下部沿周向包裹有覆蓋所有內(nèi)管進(jìn)水口 316且用于阻止雜質(zhì)進(jìn)入內(nèi)保護(hù)管312的金屬篩網(wǎng)，出水管62連接于內(nèi)管出水口 317與外管出水口 315上，要求出水管62為硬質(zhì)導(dǎo)水管，單模光纖32同軸穿過外保護(hù)管311的頂部、內(nèi)保護(hù)管312的頂部、內(nèi)保護(hù)管312的底部、外保護(hù)管311的底部，即在外保護(hù)管311的頂部和底部的中心各開設(shè)一個軸向通孔，并在內(nèi)保護(hù)管312的頂部和底部的中心也各開設(shè)一個軸向通孔，單模光纖32穿過四個軸向通孔，且使單模光纖32的上端外露于外保護(hù)管311的頂部外，單模光纖32的下端外露于外保護(hù)管311的底部外。在此，外保護(hù)管311和內(nèi)保護(hù)管312均采用市售的塑料離心管，可取長度約為11cm，外保護(hù)管311的直徑約為3cm，內(nèi)保護(hù)管312的直徑約為1.5cm ;也可以根據(jù)需要，選擇不同形狀、大小、材質(zhì)的密閉性好的容器替代外保護(hù)管311和內(nèi)保護(hù)管312。在此，在內(nèi)保護(hù)管312的下部且靠近內(nèi)保護(hù)管312的底部沿周向均勻設(shè)置多個內(nèi)管進(jìn)水口 316，并在內(nèi)管進(jìn)水口 316上覆蓋有用于阻止雜質(zhì)進(jìn)入內(nèi)保護(hù)管312的金屬篩網(wǎng)318，可以有效地排除在實時監(jiān)測時流水中的雜質(zhì)對光纖光柵的污染。
[0024]在本實施例中，如圖2所示，單模光纖32包括已剝除涂覆層的測量部分321及位于測量部分321的一端且未剝除涂覆層的上連接部分322和位于測量部分321的另一端且未剝除涂覆層的下連接部分323，測量部分32上光刻有一個僅對溫度敏感的布拉格光纖光柵(FBG)324和一個對折射率敏感的M-Z (馬赫-曾德)干涉儀，布拉格光纖光柵324和M-Z干涉儀構(gòu)成級聯(lián)光纖光柵，M-Z干涉儀由一對相同的長周期光纖光柵(LPFG) 325構(gòu)成,布拉格光纖光柵324位于兩個長周期光纖光柵325之間，布拉格光纖光柵324的柵區(qū)的長度為Icm,長周期光纖光柵325的柵區(qū)的長度約為1.7cm,兩個長周期光纖光柵325相對一端之間的距離約為3.5?4.5cm,如取4cm,布拉格光纖光柵324與其中一個長周期光纖光柵325相對一端之間的距離約為1.5cm,測量部分321上光刻有布拉格光纖光柵324和M-Z干涉儀的部分裸光纖限制于內(nèi)管進(jìn)水口 316與內(nèi)管出水口 317之間，使從內(nèi)管進(jìn)水口 316進(jìn)入的流水經(jīng)過布拉格光纖光柵324和M-Z干涉儀后從內(nèi)管出水口 317排出，測量部分321的兩端分別套設(shè)有用于保護(hù)測量部分321的端頭的熱縮套管326，熱縮套管326同時為固定測量部分321的端頭提供了方便，其中一個熱縮套管326穿過雙層保護(hù)套管31的頂部即外保護(hù)管311的頂部和內(nèi)保護(hù)管312的頂部并與其密封連接，另一個熱縮套管326穿過雙層保護(hù)套管31的底部即外保護(hù)管311的底部和內(nèi)保護(hù)管312的底部并與其密封連接，使測量部分321完全密封于雙層保護(hù)套管31內(nèi)，上連接部分322的自由端構(gòu)成單模光纖32的上端，下連接部分323的自由端構(gòu)成單模光纖32的下端。在此，F(xiàn)BG的柵區(qū)的長度由掩模板決定，LPFG的柵區(qū)的長度由光斑大小決定，當(dāng)然也可以根據(jù)不同的需要來設(shè)定FBG和LPFG的柵區(qū)的長度；FBG與其中一個LPFG相對一端之間的距離為1.5cm，是為了方便刻寫而設(shè)定的；兩個LPFG相對一端之間的距離約為4cm是根據(jù)LPFG邁克爾遜干涉器原理而定的，既可以使其透射譜形成尖銳的干涉波峰，又不會使其總長度太長。
[0025]在具體實施時，可按照下述過程在單模光纖上制作級聯(lián)光纖光柵:1)取一根已經(jīng)載好氫的單模光纖，假設(shè)外保護(hù)管和內(nèi)保護(hù)管的長度約為11cm，則利用剝線鉗將所取的單模光纖中的一段長度約為IOcm的部分的涂覆層去掉，并用乙醇擦拭干凈，再在已去除涂覆層的部分單模光纖上刻寫一個FBG和一對LPFG，刻寫完畢之后放在110°C的鼓風(fēng)干燥箱中退火12小時，得到測量部分。在此，單模光纖可選用Corning SMF-28單模光纖，放在氣壓為50Mpa的氫氣中載氫7天。2)在測量部分的兩端套上熱縮套管，然后放在熔接機(jī)中進(jìn)行加熱，使其固化，把測量部分的端頭保護(hù)起來，得到本實施例采用的單模光纖。
[0026]為了檢測本發(fā)明的裝置對流水溫度的敏感性，進(jìn)行試驗。在水槽中加入5L已經(jīng)加熱的自來水，打開水泵開關(guān)，使自來水在水泵、光纖光柵傳感器和水槽中循環(huán)；同時打開ASE光源和光纖光譜儀，并設(shè)定光纖光譜儀為自動掃描，隨著自來水的溫度下降，觀察光纖光譜儀的光譜變化，光纖光譜儀的光譜變化圖如圖3所示。從圖3中可以看出，對于不同溫度的自來水，光纖光譜儀所監(jiān)測的透射光譜有明顯的變化，且隨著溫度的降低，波峰往左移動。
[0027]為了檢測本發(fā)明的裝置對流水折射率的敏感性，進(jìn)行試驗。
[0028]在水槽中加入5L自來水，打開水泵開關(guān)，使自來水在水泵、光纖光柵傳感器和水槽中循環(huán)；同時打開ASE光源和光纖光譜儀,并設(shè)定光纖光譜儀為自動掃描；然后每間隔一分鐘往水槽中加入食用鹽，隨著鹽的溶解，觀察光纖光譜儀的光譜變化，光纖光譜儀的光譜變化圖如圖4所示。從圖4中可以看出，對于含不同溶度食用鹽的自來水，光纖光譜儀所監(jiān)測的透射光譜有明顯的變化，且隨著溶度的增加，波峰往左移動。
[0029]在此，選用食用鹽作為測量的對象，也可以選用其它含有金屬離子的可溶性無機(jī)物，或葡萄糖等其它可溶性有機(jī)物。
【權(quán)利要求】
1.一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于包括水槽、水泵、光纖光柵傳感器、ASE光源和光纖光譜儀，所述的光纖光柵傳感器由雙層保護(hù)套管及刻有對溫度和折射率敏感的級聯(lián)光纖光柵的單模光纖組成，所述的雙層保護(hù)套管的上部設(shè)置有進(jìn)水管和出水管，所述的單模光纖同軸貫穿設(shè)置于所述的雙層保護(hù)套管上，所述的單模光纖位于所述的雙層保護(hù)套管內(nèi)的部分完全密封于所述的雙層保護(hù)套管內(nèi)，且要求從所述的進(jìn)水管進(jìn)入的流水流經(jīng)所述的級聯(lián)光纖光柵后從所述的出水管流出，所述的水槽與所述的水泵的進(jìn)水端連接，所述的水泵的出水端與所述的進(jìn)水管連接，所述的出水管與所述的水槽連接，所述的ASE光源的輸出端與所述的單模光纖外露于所述的雙層保護(hù)套管的頂部外的上端連接，所述的單模光纖外露于所述的雙層保護(hù)套管的底部外的下端與所述的光纖光譜儀的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的雙層保護(hù)套管包括同軸設(shè)置的兩端封閉的外保護(hù)管和兩端封閉的內(nèi)保護(hù)管，所述的外保護(hù)管的上部設(shè)置有外管進(jìn)水口和外管出水口，所述的進(jìn)水管連接于所述的外管進(jìn)水口上，所述的內(nèi)保護(hù)管的下部且靠近所述的內(nèi)保護(hù)管的底部沿周向設(shè)置有多個內(nèi)管進(jìn)水口，所述的內(nèi)管進(jìn)水口連通所述的外保護(hù)管的內(nèi)腔與所述的內(nèi)保護(hù)管的內(nèi)腔，所述的內(nèi)保護(hù)管的上部設(shè)置有內(nèi)管出水口，所述的出水管連接于所述的內(nèi)管出水口與所述的外管出水口上，所述的單模光纖同軸穿過所述的外保護(hù)管的頂部、所述的內(nèi)保護(hù)管的頂部、所述的內(nèi)保護(hù)管的底部、所述的外保護(hù)管的底部，且使所述的單模光纖的上端外露于所述的外保護(hù)管的頂部外，所述的單模光纖的下端外露于所述的外保護(hù)管的底部外。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的外保護(hù)管的頂部設(shè)置有用于排出位于所述的外保護(hù)管內(nèi)的流水中所含有的氣泡的出氣管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的內(nèi)管進(jìn)水口上覆蓋有用于阻止雜質(zhì)進(jìn)入所述的內(nèi)保護(hù)管的金屬篩網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的單模光纖包括已剝除涂覆層的測量部分及位于所述的測量部分的一端且未剝除涂覆層的上連接部分和位于所述的測量部分的另一端且未剝除涂覆層的下連接部分，所述的測量部分上光刻有一個僅對溫度敏感的布拉格光纖光柵和一個對折射率敏感的M-Z干涉儀,所述的布拉格光纖光柵和所述的M-Z干涉儀構(gòu)成所述的級聯(lián)光纖光柵，所述的測量部分上光刻有所述的布拉格光纖光柵和所述的M-Z干涉儀的部分裸光纖限制于所述的內(nèi)管進(jìn)水口與所述的內(nèi)管出水口之間，所述的測量部分的兩端分別套設(shè)有用于保護(hù)所述的測量部分的端頭的熱縮套管，其中一個所述的熱縮套管穿過所述的雙層保護(hù)套管的頂部并與其密封連接，另一個所述的熱縮套管穿過所述的雙層保護(hù)套管的底部并與其密封連接，使所述的測量部分完全密封于所述的雙層保護(hù)套管內(nèi)，所述的上連接部分的自由端構(gòu)成所述的單模光纖的上端，所述的下連接部分的自由端構(gòu)成所述的單模光纖的下端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的M-Z干涉儀由一對相同的長周期光纖光柵構(gòu)成,所述的布拉格光纖光柵位于兩個所述的長周期光纖光柵之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的布拉格光纖光柵的柵區(qū)的長度為1cm，所述的長周期光纖光柵的柵區(qū)的長度為1.7cm，兩個所述的長周期光纖光柵相對一端之間的距離為3.5~4.5cm,所述的布拉格光纖光柵與其中一個所述的長周期光纖光柵相對一端之間的距離為1.5cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的水槽通過輸水管與所述的水泵的進(jìn)水端連接，所述的輸水管伸入所述的水槽內(nèi)的一端上連接有用于防止不溶解的大顆粒雜質(zhì)進(jìn)入所述的光纖光柵傳感器中的過濾嘴。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種實時監(jiān)測流水溫度和折射率的裝置，其特征在于所述的水泵連接有用于控制水泵工作的控制模塊，所述的控制模塊包括直流電源、用于控制所述的水泵的轉(zhuǎn)速的電位器、水泵開關(guān)，所述的直流電源、所述的電位器、所述的水泵開關(guān)和所述的水泵的電動機(jī)依次電連接構(gòu)成閉合回路。
【文檔編號】G01D21/02GK103983305SQ201410199137
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】白梅, 陶衛(wèi)東, 何如雙, 王乾龍, 張斌, 錢夢, 張玲芬 申請人:寧波大學(xué)