基于光纖fp腔的液體表面張力系數(shù)測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的基于光纖FP腔的液體表面張力系數(shù)測(cè)量裝置，采用中心波長(zhǎng)為1550nm的寬光譜作為測(cè)量用光源，利用單模空芯光纖作為FP腔，被測(cè)液體在毛細(xì)作用下進(jìn)入空芯光纖，改變了空芯光纖空氣腔也即FP腔的長(zhǎng)度，導(dǎo)致輸出光干涉條紋發(fā)生變化，通過監(jiān)測(cè)該變化可以獲得被測(cè)液體表面張力系數(shù)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：利用光的干涉條紋變化就能準(zhǔn)確測(cè)量液體表面張力系數(shù)，測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，避免了傳統(tǒng)測(cè)量方法中由于個(gè)體操作的差異導(dǎo)致的精度低、可控性差等缺點(diǎn)。該方法適用于科研、醫(yī)學(xué)等需快速、準(zhǔn)確測(cè)量液體表面張力系數(shù)的場(chǎng)合。
【專利說明】基于光纖FP腔的液體表面張力系數(shù)測(cè)量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于液體表面參數(shù)測(cè)量領(lǐng)域，具體為一種能夠測(cè)量液體表面張力系數(shù)的測(cè)量裝置。
技術(shù)背景
[0002]液體表面張力決定了液態(tài)物質(zhì)的流動(dòng)能力和特性，是微觀毛細(xì)管內(nèi)液態(tài)物質(zhì)入侵固態(tài)物質(zhì)的動(dòng)力來源，長(zhǎng)期以來受到國(guó)內(nèi)外流體材料領(lǐng)域研究學(xué)者的高度關(guān)注。傳統(tǒng)的液體表面張力系數(shù)測(cè)量方法有拉脫法掛環(huán)法、滴重法、毛細(xì)管升高法等，這些方法，由于測(cè)量中間參數(shù)的可控性差以及人工參與的個(gè)體操作差異等問題，導(dǎo)致測(cè)量速度慢、精度低，無法滿足應(yīng)用領(lǐng)域的需求。近年來，隨著光纖傳感技術(shù)的快速發(fā)展，基于光纖技術(shù)在液體表面張力測(cè)量方面的應(yīng)用也得到關(guān)注，利用光纖傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)液體表面張力系數(shù)的非接觸測(cè)量，具有實(shí)時(shí)、快速、高精度等優(yōu)點(diǎn)。有研究者利用被測(cè)液體表面的毛細(xì)波結(jié)合自由空間光干涉原理實(shí)現(xiàn)液體表面張力系數(shù)的測(cè)量，但該方法計(jì)算量大，且受測(cè)量環(huán)境等方面的影響，測(cè)量結(jié)果精度不高，可靠性低。
[0003]本實(shí)用新型采用光纖布拉格光柵和空芯光纖作為液體表面張力系數(shù)測(cè)量傳感頭，采用中心波長(zhǎng)為1550nm的寬譜光源作為測(cè)量用光源，當(dāng)被測(cè)液體在毛細(xì)作用下進(jìn)入空芯光纖后，改變了空芯光纖空氣腔也即FP腔的長(zhǎng)度，導(dǎo)致輸出光干涉條紋間距發(fā)生變化，監(jiān)測(cè)該變化就可以獲 得被測(cè)液體表面張力系數(shù)。該測(cè)量方法僅通過檢測(cè)光的干涉條紋變化就可以獲得被測(cè)量，避免了傳統(tǒng)測(cè)量時(shí)中間變量可控性差的缺點(diǎn)，具有測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量方便等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高的光纖液體表面張力系數(shù)測(cè)
量裝置。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下:
[0006]基于光纖FP腔的液體表面張力系數(shù)測(cè)量裝置，其特征是包括寬譜光源、光環(huán)行器、由光纖布拉格光柵和空芯光纖組成的液體表面張力測(cè)量傳感頭、光譜分析儀。光環(huán)行器具有三個(gè)端口，其中輸入端口與寬譜光源相連，輸出端口與光纖布拉格光柵的任意一端相連，反射端口與光譜分析儀相連，光纖布拉格光柵的另一端口與空芯光纖的任意一端相連。
[0007]本實(shí)用新型中，所提及的寬譜光源的工作波長(zhǎng)為1530nm-1570nm ;所提及的液體表面張力測(cè)量傳感頭由光纖布拉格光柵和空芯光纖組成，其中空芯光纖的長(zhǎng)度為Imm-1Omm0
[0008]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0009]本實(shí)用新型的基于光纖FP腔的液體表面張力系數(shù)測(cè)量裝置，適用于測(cè)量液體的表面張力系數(shù)，僅通過光的干涉條紋變化量就能準(zhǔn)確獲得液體表面張力系數(shù)，測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，避免了傳統(tǒng)測(cè)量方法中由于個(gè)體操作的差異導(dǎo)致的精度低、可控性差等缺點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是基于光纖FP腔的液體表面張力系數(shù)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步描述。
[0012]參見圖1所示，光纖FP腔液體表面張力系數(shù)測(cè)量裝置包括寬譜光源1、光環(huán)行器2>由光纖布拉格光柵3和空芯光纖4組成的液體表面張力測(cè)量傳感頭,光譜分析儀5。光環(huán)行器2具有三個(gè)端口，其中輸入端口與寬譜光源I相連，輸出端口與光纖布拉格光柵3的任意一端相連，反射端口與光譜分析儀5相連，光纖布拉格光柵3的另一端口與空芯光纖4的任意一端相連。
[0013]上述的寬譜光源的工作波長(zhǎng)為1530nm-1570nm ;液體表面張力測(cè)量傳感頭，由光纖布拉格光柵3和空芯光纖4組成,其中空芯光纖4的長(zhǎng)度為1mm-lOmm。
[0014]本實(shí)用新型基于以下原理:
[0015]將待測(cè)液體滴在置于可移動(dòng)平臺(tái)的玻片上，調(diào)節(jié)移動(dòng)平臺(tái)，使液面接觸垂直放置的傳感頭，毛細(xì)作用使液面進(jìn)入空芯光纖的空氣孔中，進(jìn)入的程度跟被測(cè)液體的表面張力系數(shù)有關(guān)。液體的表面張力系數(shù)Y可表示為:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.基于光纖FP腔的液體表面張力系數(shù)測(cè)量裝置，其特征是包括寬譜光源(I)、光環(huán)行器(2)、由光纖布拉格光柵(3)和空芯光纖(4)組成的液體表面張力系數(shù)測(cè)量傳感頭，光譜分析儀(5)，光環(huán)行器(2)具有三個(gè)端口，其中輸入端口與寬譜光源(I)相連，輸出端口與光纖布拉格光柵(3)的任意一端相連,反射端口與光譜分析儀(5)相連,光纖布拉格光柵(3)的另一端口與空芯光纖(4)的任意一端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的基于光纖FP腔的液體表面張力系數(shù)測(cè)量裝置，其特征是寬譜光源(I)的工作波長(zhǎng)為1530nm-1570nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的基于光纖FP腔的液體表面張力系數(shù)測(cè)量裝置，其特征是液體表面張力系數(shù)測(cè)量傳感頭由光纖布拉格光柵(3)和空芯光纖(4)組成,其中空芯光纖(4)的長(zhǎng)度為Imm-1Omm。
【文檔編號(hào)】G01N13/02GK203772683SQ201420182042
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】朱英昊, 康娟, 桑濤, 李晨霞, 董新永, 趙春柳 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院