一種基于pdms微流通道的橄欖油純度測定儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及鑒別橄欖油純度檢測技術(shù)、長周期光纖光柵傳感、微流控領(lǐng)域，利 用的是長周期光纖光柵對外界折射率敏感特性、聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane， PDMS)能對溶液進(jìn)行微流控制的特點(diǎn)，該測定儀含有體積小、響應(yīng)速度快、靈敏度高、安全可 靠、耐腐蝕、直接實(shí)時(shí)等諸多優(yōu)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 食品質(zhì)量問題一直是社會極為關(guān)注的焦點(diǎn)，包括市面上出售的橄欖油，日常生活 中很難能買到純正的橄欖油。由于橄欖油成本高，一些不法商家為了謀取暴利，經(jīng)常會在橄 欖油里摻雜其他廉價(jià)的食用油，比如葵花油、花生油。這種做法不僅破壞消費(fèi)市場，還給消 費(fèi)者的身體健康造成極大的影響，因此對橄欖油純度的檢測顯得很有必要。而目前研宄出 的橄欖油純度檢測技術(shù)主要有色譜法、核磁共振法等，但是由于存在成本高、操作復(fù)雜等各 種各樣的缺點(diǎn)而無法真正普及到日常生活中，因此本實(shí)用新型提出一種簡單、低成本、直接 且實(shí)時(shí)的橄欖油純度測定儀。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的是為了克服上述產(chǎn)生的問題，滿足人們的需求，提出一種基于 PDMS的橄欖油純度測定儀，該測定儀體積小、響應(yīng)速度快、靈敏度高、安全可靠、耐腐蝕、直 接實(shí)時(shí)，應(yīng)用前景廣闊。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于PDMS的橄欖油純度測 定儀，由寬帶光源、輸入光纖、3dB耦合器、長周期光纖光柵、輸出光纖、光功率計(jì)、PDMS微流 通道、塑料導(dǎo)管、注射泵、廢液池組成。
[0005] 本實(shí)用新型所述寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)輸入光纖后被3dB耦合器分成兩路，其中 一路光入射到被封裝在由I 3DMS基片和PDMS底片合成的TOMS微流通道內(nèi)部的長周期光纖 光柵上，不同純度的橄欖油樣品在注射泵的動力下通過輸入導(dǎo)管進(jìn)入PDMS微流通道與長 周期光纖光柵接觸，從而使透射光發(fā)生變化，經(jīng)輸出光纖入射到光功率計(jì)，另一路光同理， 得到純橄欖油對應(yīng)功率值，通過對比不同橄欖油樣品和純橄欖油對應(yīng)的功率值，達(dá)到檢測 橄欖油純度的目的。
[0006] 本實(shí)用新型所述的寬帶光源用作發(fā)出入射光，工作波長范圍為650nm至1600nm， 光譜范圍能夠包含所刻寫的長周期光纖光柵的諧振波長。
[0007] 本實(shí)用新型所述的光功率計(jì)工作波長范圍為800nm~1700nm，探頭類型為銦鎵 砷，功率測量范圍為-50dB~+26dB，分辨率為0.0 ldB，具有FC/SC/ST通用接口，方便連接 輸出光纖，重量為310g，方便隨身攜帶。
[0008] 本實(shí)用新型所述的PDMS是最廣泛實(shí)用的以硅為基礎(chǔ)的有機(jī)聚合物材料，具有惰 性、無毒、不易燃的特點(diǎn)。所制成的固態(tài)PDMS微流通道能精確到納米級，該微流通道由PDMS 基片和PDMS底片合成，將長周期光纖光柵放置在該微流通道里，能夠排除外界溫度變化和 拉力、壓力等硬性因素干擾，給予光柵與橄欖油溶液良好的接觸反應(yīng)空間。同時(shí)PDMS具有 疏水性和防水性，可起到極好的封裝作用，使用溫度達(dá)到_40°C~200°C，完全能夠滿足日 常的使用環(huán)境。另外，PDMS有光學(xué)透明的性質(zhì)，能夠方便觀察被測油與長周期光纖光柵的 接觸情況。
[0009] 本實(shí)用新型所述的塑料導(dǎo)管直徑為1mm，分為輸入導(dǎo)管和輸出導(dǎo)管，兩根導(dǎo)管分別 插在PDMS的左右兩側(cè)用于引入溶液和引出溶液。橄欖油溶液裝在注射器里在注射泵的動 力下通過輸入導(dǎo)管進(jìn)入PDMS，當(dāng)發(fā)現(xiàn)溶液從輸出導(dǎo)管出來時(shí)，認(rèn)為此時(shí)溶液和PDMS已經(jīng)充 分接觸。每一組溶液檢測完，注射異丙醇通過輸入、輸出導(dǎo)管進(jìn)行反復(fù)清洗。
[0010] 本實(shí)用新型所述的長周期光纖光柵是將單模光纖用二氧化碳激光器殘余應(yīng)力釋 放法刻寫，并用HF腐蝕的方法提高長周期光纖光柵對外界折射率的敏感響應(yīng)。由于不同純 度的橄欖油折射率變化不大，所以光譜的波長漂移較小，所幸觀察發(fā)現(xiàn)透射光譜衰減峰強(qiáng) 度變化大，為了方便檢測，這里用衰減峰強(qiáng)度作為檢測指標(biāo)。由于橄欖油溶液的折射率都略 高于長周期光纖光柵包層的折射率（1. 45)，此時(shí)可用菲涅爾反射原理分析包層模式的光在 長周期光纖光柵包層和介質(zhì)分界面處的變化，表達(dá)式為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于PDMS微流通道的橄欖油純度測定儀，其特征在于由寬帶光源（I)、輸入光 纖⑵、3dB耦合器（3)、注射泵（4)、輸入導(dǎo)管（5)、PDMS基片（6)、輸出導(dǎo)管（7)、長周期光 纖光柵⑶、PDMS底片（9)、輸出光纖（10)、光功率計(jì)（11)、廢液池（12)組成，所述寬帶光源 (1)發(fā)出的光經(jīng)輸入光纖（2)后被3dBf禹合器（3)分成兩路，其中一路光入射到被封裝在由 PDMS基片（6)和PDMS底片（9)合成的PDMS微流通道內(nèi)部的長周期光纖光柵（8)上，不同 純度的橄欖油樣品在注射泵（4)的動力下通過輸入導(dǎo)管（5)進(jìn)入PDMS微流通道與長周期 光纖光柵（8)接觸，從而使透射光發(fā)生變化，經(jīng)輸出光纖（10)入射到光功率計(jì)（11)，另一路 光同理，得到純橄欖油對應(yīng)功率值，通過對比不同橄欖油樣品和純橄欖油對應(yīng)的功率值，達(dá) 到檢測橄欖油純度的目的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PDMS微流通道的橄欖油純度測定儀，其特征是：所 述寬帶光源（1)工作波長范圍為650nm至1650nm，光譜范圍能夠包含所刻寫的長周期光纖 光柵的諧振波長。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PDMS微流通道的橄欖油純度測定儀，其特征是： 所述光功率計(jì)（11)工作波長范圍為800nm~1700nm，探頭類型為銦鎵砷，功率測量范圍 為-50dB~+26dB，分辨率為0.OldB，具有FC/SC/ST通用接口，可以連接輸出光纖，重量為 310g〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PDMS微流通道的橄欖油純度測定儀，其特征是：所 述PDMS基片（6)和PDMS底片（9)是以硅為基礎(chǔ)的有機(jī)聚合物材料。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于PDMS微流通道的橄欖油純度測定儀，所述系統(tǒng)主要包括寬帶光源、輸入光纖、3dB耦合器、長周期光纖光柵、輸出光纖、光功率計(jì)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道、塑料導(dǎo)管、注射泵、廢液池。本實(shí)用新型根據(jù)長周期光纖光柵對折射率敏感的特性，因純橄欖油和摻雜其他食用油的混合油折射率不同，光功率計(jì)測得的對應(yīng)功率值就不同。將光源發(fā)出的一束光經(jīng)3dB耦合器分成兩路，分別測得光束經(jīng)接觸了被測油和純橄欖油的長周期光纖光柵后的功率值，若二者功率值之差超過允許誤差范圍，則說明被測油不是純的橄欖油。PDMS微流通道作為溶液的傳輸載體和封裝載體，使檢測結(jié)果更精準(zhǔn)。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、直接實(shí)時(shí)、無污染、安全等特點(diǎn)。
【IPC分類】G01N21-27, G01N21-41
【公開號】CN204462012
【申請?zhí)枴緾N201420812410
【發(fā)明人】施玲燕, 郎婷婷, 范瑜, 梁明玉, 倪思凱, 卞繼成, 張路遙
【申請人】施玲燕
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年12月19日