專利名稱：串聯(lián)式準(zhǔn)直器對及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖氣體傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到光纖氣體傳感器的零部件。
背景技術(shù)：
光纖氣體傳感技術(shù)是20世紀(jì)70年代伴隨著光纖的實用化和光通信技術(shù)的發(fā)展而形成的，它是以光波為載體、光纖為媒質(zhì)感知和傳輸外界被測信號的新型傳感技術(shù)。由于光纖具有優(yōu)良的物理、化學(xué)、機械性能及光波傳輸性能，因此廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、交通、電力、機械、石油化工、民用建筑以及航空航天等各個領(lǐng)域?，F(xiàn)有的光纖氣體傳感器主要是通過固定架將兩個相對設(shè)置的準(zhǔn)直器2支撐固定，這種光纖氣體傳感器存在靈敏度低，在惡劣和危險環(huán)境中使用時其易受環(huán)境影響，如在腐蝕性氣體的環(huán)境下被腐蝕等情況，嚴(yán)重地影響到光纖氣體傳感器的使用性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的ー個技術(shù)問題在于克服上述光纖氣體傳感器所存在的不足，提供一種對準(zhǔn)距離長、損耗小、靈敏度高、響應(yīng)速度快的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對。本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題在于為串聯(lián)式準(zhǔn)直器對提供ー種操作簡單、更易于對準(zhǔn)的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的制備方法。本發(fā)明所要解決的還有一個技術(shù)問題在于為串聯(lián)式準(zhǔn)直器對提供ー種新用途。解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在準(zhǔn)直器基座上至少加工有2個凹槽，每個凹槽內(nèi)設(shè)置有兩個相対的左準(zhǔn)直器和右準(zhǔn)直器構(gòu)成單元準(zhǔn)直器對，相鄰的兩個單元準(zhǔn)直器對的尾纖串連接，第一個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器的尾纖、最后一個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器的尾纖引出。本發(fā)明的単元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器與右準(zhǔn)直器之間相距100 180mm。本發(fā)明的凹槽是V形型槽，凹槽兩側(cè)面之間的夾角為50° 70°。上述串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的制備方法由以下步驟組成I、將可見激光光源輸入至第一単元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器，調(diào)整右準(zhǔn)直器，目測兩個準(zhǔn)直器對準(zhǔn)激光光束。2、將光纖寬帶光源輸入至第一単元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器，右準(zhǔn)直器的尾纖接光纖功率計，微調(diào)左準(zhǔn)直器、右準(zhǔn)直器的相對位置。3、重復(fù)步驟I至步驟2，直至串聯(lián)接的每個單元準(zhǔn)直器對均對準(zhǔn)。
4、每個單元準(zhǔn)直器對的尾纖首尾連接，第一個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器的尾纖、最后ー個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器的尾纖引出。上述的可見激光光源是波長為633nm的紅色激光和波長為514nm的綠色激光。串聯(lián)式準(zhǔn)直器對在制備光纖氣體傳感器中的用途。串聯(lián)式準(zhǔn)直器對作為零部件與其它零部件組合，制備成光纖氣體傳感器。本發(fā)明采用相鄰的單元準(zhǔn)直器對的尾纖首尾相連，形成串聯(lián)式準(zhǔn)直器對，光源經(jīng)入射光纖進入到第一個準(zhǔn)直器，其余的準(zhǔn)直器依次首尾串聯(lián)，光線從最后一個準(zhǔn)直器的尾纖出射后進入光譜分析儀或氣體探測裝置，待測氣體經(jīng)過串聯(lián)式準(zhǔn)直器對，氣體吸收強度發(fā)生變化，通過探測氣體吸收強度的相對變化率可以測定氣體的參數(shù)，不僅可以驗證氣體吸收定律，而且可以檢測氣體濃度，其靈敏度高、響應(yīng)速度快、動態(tài)范圍大，使用該串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的光纖氣體傳感器，檢測準(zhǔn)確。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、拆卸方便、體積小、重量輕等優(yōu)點。準(zhǔn)直器對以激光光源為對準(zhǔn)基準(zhǔn)，進行粗調(diào)，對準(zhǔn)精確、操作簡單、更易于對準(zhǔn)。


圖1是串聯(lián)式準(zhǔn)直器對實施例I的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是使用串聯(lián)式準(zhǔn)直器對制備的光纖氣體傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2的A-A面剖視圖。圖4是こ炔氣體吸收光譜圖。圖5是H2S氣體在1510 1520nm之間的吸收光譜圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進ー步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。實施例1
本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對是由準(zhǔn)直器基座I、左準(zhǔn)直器2、右準(zhǔn)直器3聯(lián)接構(gòu)成。在準(zhǔn)直器基座1沿材料長度方向三個面上采用數(shù)控三維雕刻機(型號DJ40M)上采用ENDMILLS 3. Om刻刀刻畫成3個V型槽，V型槽兩側(cè)面之間的夾角為50°，在每個V型槽的左端用納米SiO2改性后的無機膠粘劑粘接有左準(zhǔn)直器2、右端粘接有右準(zhǔn)直器3，每個V型槽內(nèi)的左準(zhǔn)直器2和右準(zhǔn)直器3構(gòu)成ー個單元準(zhǔn)直器對，左準(zhǔn)直器2與右準(zhǔn)直器3之間的距離為 100mm。第一個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器3的尾纖與第二個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器2的尾纖熔接，第二個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器3的尾纖與第三個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器2的尾纖熔接，第一個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器2的尾纖與第三個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器3的尾纖引出。上述的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的制備方法如下步驟1 :將波長為633nm的紅色激光光源輸入至第一個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器2，調(diào)整右準(zhǔn)直器3，目測對準(zhǔn)紅色激光光束，完成粗調(diào)。步驟2 :與紅色激光光束對準(zhǔn)后將光纖寬帶光源輸入至第一個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器2，第一個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器3的輸出端接光纖功率計，微調(diào)左準(zhǔn)直器2、右準(zhǔn)直器3的相對位置，使得左準(zhǔn)直器2與右準(zhǔn)直器3耦合的光功率值相對最大，完成細(xì)調(diào)。步驟3 :重復(fù)步驟I)至步驟2)，直至串聯(lián)的每個單元準(zhǔn)直器對均對準(zhǔn)。對準(zhǔn)后的単元準(zhǔn)直器對用納米SiO2改性后的無機膠粘劑將左準(zhǔn)直器2、右準(zhǔn)直器3粘接在準(zhǔn)直器基座I的V型槽內(nèi)，構(gòu)成ー個單元準(zhǔn)直器對，每對単元準(zhǔn)直器對的尾纖首尾相連，第一個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器2的尾纖與第三個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器3的尾纖引出，構(gòu)成本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對。應(yīng)用上述的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對在制備光纖氣體傳感器中用途，其使用方法如下
參見圖I至圖3，本實施例的光纖氣體傳感器由準(zhǔn)直器基座I、左準(zhǔn)直器2、右準(zhǔn)直器3、固定塊4、殼體5、堵頭6聯(lián)接構(gòu)成。本實施例的殼體5采用聚四氟こ烯管加工成圓管形狀，在管壁周圍均布加工有Φ2mm的氣孔，殼體5的兩端安裝有堵頭6，堵頭6上沿徑向加工有U型槽。在殼體5內(nèi)壁上用螺紋緊固件固定聯(lián)接有傳感元件固定塊4，固定塊4沿著殼體5內(nèi)壁設(shè)置，固定塊4上用螺紋聯(lián)接件聯(lián)接安裝有串聯(lián)式準(zhǔn)直器對，構(gòu)成本實施例的光纖氣體傳感器。串聯(lián)式準(zhǔn)直器對由準(zhǔn)直器基座I、左準(zhǔn)直器2、右準(zhǔn)直器3聯(lián)接構(gòu)成，零部件的聯(lián)接關(guān)系與上述相同。使用本實施例的光纖氣體傳感器時，將光纖氣體傳感器置于待測氣體環(huán)境中，待測氣體通過殼體5上的氣孔進入殼體5內(nèi)，光源經(jīng)入射光纖進入到第一個單元準(zhǔn)直器對，其余的単元準(zhǔn)直器對依次串聯(lián)，光線從最后一個單元準(zhǔn)直器對的尾纖出射后進入光譜分析儀或氣體探測裝置，待測氣體經(jīng)過串聯(lián)式準(zhǔn)直器對，氣體吸收強度發(fā)生變化，通過探測氣體吸收強度的相對變化率可以測定氣體的參數(shù)，可以檢測出氣體濃度。實施例2本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對，由準(zhǔn)直器基座I、左準(zhǔn)直器2、右準(zhǔn)直器3聯(lián)接構(gòu)成，在準(zhǔn)直器基座I上加工有3個V型槽，V型槽兩側(cè)面之間的夾角為60°，在每個V型槽的左端用納米SiO2改性后的無機膠粘劑粘接有左準(zhǔn)直器2、右端粘接有右準(zhǔn)直器3，構(gòu)成ー個單元準(zhǔn)直器對，左準(zhǔn)直器2與右準(zhǔn)直器3之間的距離為140_。3個準(zhǔn)直器對的連接關(guān)系與實施例I相同，其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例I相同。本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的制備方法與實施例I相同。本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對在制備光纖氣體傳感器中用途與實施例I相同。實施例3本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對，由準(zhǔn)直器基座I、左準(zhǔn)直器2、右準(zhǔn)直器3聯(lián)接構(gòu)成，在準(zhǔn)直器基座I上加工有3個V型槽，V型槽兩側(cè)面之間的夾角為70°，在每個V型槽的左端用納米SiO2改性后的無機膠粘劑粘接有左準(zhǔn)直器2、右端粘接有右準(zhǔn)直器3，構(gòu)成ー個單元準(zhǔn)直器對，左準(zhǔn)直器2與右準(zhǔn)直器3之間的距離為180_。3個準(zhǔn)直器對的連接關(guān)系與實施例I相同，其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與實施例I相同。本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的制備方法與實施例I相同。本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對在制備光纖氣體傳感器中用途與實施例I相同。實施例4在以上的實施例I 3中，在準(zhǔn)直器基座I上加工有6個V型槽，V型槽兩側(cè)面之間的夾角與相應(yīng)的實施例相同，在每個V型槽的左端用納米SiO2改性后的無機膠粘劑粘接有左準(zhǔn)直器2、右端粘接有右準(zhǔn)直器3，構(gòu)成ー個單元準(zhǔn)直器對，每個V型槽內(nèi)的左準(zhǔn)直器2 與右準(zhǔn)直器3實施例相同之間的距離與相應(yīng)的實施例相同。第一個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器3的尾纖與第二個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器2的尾纖熔接，第二個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器3的尾纖與第三個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器2的尾纖熔接，依次類推，第一個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器2的尾纖與第四個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器3的尾纖引出。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與相應(yīng)的實施例I相同。本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的制備方法與實施例I相同。
本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對在制備光纖氣體傳感器中用途與實施例I相同。實施例5在以上的實施例I 3中，在準(zhǔn)直器基座I上加工有2個V型槽，V型槽兩側(cè)面之間的夾角與相應(yīng)的實施例相同，在每個V型槽的左端用納米SiO2改性后的無機膠粘劑粘接有左準(zhǔn)直器2、右端粘接有右準(zhǔn)直器3，構(gòu)成ー個單元準(zhǔn)直器對，每個V型槽內(nèi)的左準(zhǔn)直器2與右準(zhǔn)直器3實施例相同之間的距離與相應(yīng)的實施例相同。第一個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器3的尾纖與第二個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器2的尾纖熔接，第一個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器2的尾纖與第二個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器3的尾纖引出。其它零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)系與相應(yīng)的實施例I相同。
本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的制備方法與實施例I相同。本實施例的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對在制備光纖氣體傳感器中用途與實施例I相同。為了驗證本發(fā)明的有益效果，采用本發(fā)明實施例I的裝配有串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的光纖氣體傳感器進行了實驗，各種實驗情況如下實驗儀器寬帶ASE光源，型號C+L band,由深圳郎光公司制造；光譜分析儀，型號為AQ6319,由日本ANDO公司生產(chǎn)；光纖稱合器，1550nm, I: I分光；sml25光纖光柵解調(diào)儀；計算機。I、測量こ炔氣體的吸收光譜采用本發(fā)明實施例I光纖氣體傳感器測定こ炔氣體吸收光譜。選取1550nm寬帶ASE光源，測定こ炔氣體吸收峰深度及數(shù)據(jù)，采用光譜儀AQ6319分析得出，結(jié)果見表I和圖4所示。表I實施例I光纖氣體傳感器測こ炔氣體吸收光譜
權(quán)利要求
1.一種串聯(lián)式準(zhǔn)直器對，其特征在于在準(zhǔn)直器基座(I)上至少加工有2個凹槽，每個凹槽內(nèi)設(shè)置有兩個相対的左準(zhǔn)直器(2)和右準(zhǔn)直器(3)構(gòu)成單元準(zhǔn)直器對，相鄰的兩個單元準(zhǔn)直器對的尾纖串連接，第一個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器(2)的尾纖、最后一個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器(3)的尾纖引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對，其特征在于所述的單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器⑵與右準(zhǔn)直器⑶之間相距100 180mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對，其特征在于所述的凹槽是V形型槽，凹槽兩側(cè)面之間的夾角為50° 70°。
4.一種權(quán)利要求I串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的制備方法，其特征在于由以下步驟組成 1)將可見激光光源輸入至第一単元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器(2)，調(diào)整右準(zhǔn)直器(3)，目測兩個準(zhǔn)直器對準(zhǔn)激光光束； 2)將光纖寬帶光源輸入至第一単元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器(2)，右準(zhǔn)直器(3)的尾纖接光纖功率計，微調(diào)左準(zhǔn)直器(2)、右準(zhǔn)直器(3)的相對位置； 3)重復(fù)步驟I)至步驟2)，直至串聯(lián)接的每個單元準(zhǔn)直器對均對準(zhǔn)； 4)每個單元準(zhǔn)直器對的尾纖首尾連接，第一個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器(2)的尾纖、最后ー個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器(3)的尾纖引出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的對準(zhǔn)方法，其特征在于所述的可見激光光源是波長為633nm的紅色激光和波長為514nm的綠色激光。
6.串聯(lián)式準(zhǔn)直器對在制備光纖氣體傳感器中的用途。
全文摘要
一種串聯(lián)式準(zhǔn)直器對，在準(zhǔn)直器基座上至少加工有2個凹槽，每個凹槽內(nèi)設(shè)置有兩個相對的左準(zhǔn)直器和右準(zhǔn)直器構(gòu)成單元準(zhǔn)直器對，相鄰的兩個單元準(zhǔn)直器對的尾纖串連接，第一個單元準(zhǔn)直器對的左準(zhǔn)直器的尾纖、最后一個單元準(zhǔn)直器對的右準(zhǔn)直器的尾纖引出。采用本發(fā)明制備的光纖氣體傳感器，光線從最后一個準(zhǔn)直器的尾纖出射后進入光譜分析儀或氣體探測裝置，待測氣體經(jīng)過串聯(lián)式準(zhǔn)直器對，氣體吸收強度發(fā)生變化，通過探測氣體吸收強度的相對變化率可以測定氣體的參數(shù)，不僅可以驗證氣體吸收定律，而且可以檢測氣體濃度，其靈敏度高、響應(yīng)速度快、動態(tài)范圍大，使用該串聯(lián)式準(zhǔn)直器對的光纖氣體傳感器，檢測準(zhǔn)確。
文檔編號G01N21/31GK102621633SQ20121010330
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者馮德全, 周紅, 溫俊青, 王俊鋒, 王培培, 王煒, 趙大壯 申請人:西安石油大學(xué)