[发明专利]一种基于空芯管液体光纤拉曼探头及拉曼测试系统

权利要求书

1.一种基于空芯管液体光纤拉曼探头，其特征在于，所述探头包括空芯光纤、套筒和底座，

所述套筒包括设置在所述套筒内部中心的空芯通管；

所述空芯光纤容置在所述空芯通管内，所述空芯光纤用于吸取液体以及传输激光；

所述空芯光纤内部表面设置粗糙颗粒物修饰，用于实现所述空芯光纤内表面增强拉曼散射；

所述底座包括反射镜，所述反射镜设置于所述底座内部，所述套筒与所述底座之间设置底座隔板，所述底座隔板正对所述空芯通管管口位置设置开孔，所述反射镜与所述底座隔板形成光学反射腔，所述空芯通管管口正对所述反射镜；

其中，经由所述空芯光纤出射的激光能够进入光学反射腔，并经由所述光学反射腔反射回所述空芯光纤；

所述套筒内部还包括第一金属板与第二金属板，所述第一金属板与第二金属板设置在所述空芯通管的外壁的两侧，所述第一金属板与第二金属板通过导线与所述套筒外部的电容检测仪连接，以使所述电容检测仪检测所述第一金属板与第二金属板间的电容。

2.根据权利要求1所述空芯管液体光纤拉曼探头，其特征在于，所述套筒外壳上分别设置有第一导体与第二导体，所述第一导体一端与所述第一金属板连接，所述第一导体另一端与所述电容检测仪电连接；所述第二导体一端与所述第二金属板连接，所述第二导体另一端与所述电容检测仪电连接。

3.根据权利要求1所述空芯管液体光纤拉曼探头，其特征在于，所述反射镜为凹面反射镜。

4.根据权利要求3所述空芯管液体光纤拉曼探头，其特征在于，所述空芯通管管口位于所述凹面反射镜拉曼散射光最大反射焦点处。

5.根据权利要求1所述空芯管液体光纤拉曼探头，其特征在于，所述第一金属板、第二金属板与所述空芯通孔之间填充有绝缘材料。

6.根据权利要求1所述空芯管液体光纤拉曼探头，其特征在于，所述套筒与所述底座通过螺纹进行连接。

7.根据权利要求1所述空芯管液体光纤拉曼探头，其特征在于，所述空芯光纤长度大于或等于所述空芯通管的长度。

8.一种拉曼测试系统，其特征在于，所述系统包括：如权利要求1-7中任意一项所述的空芯管液体光纤拉曼探头、激光器、分光装置、拉曼光谱仪、所述电容检测仪以及计算机，所述空芯管液体光纤拉曼探头第一端通过分光装置与所述激光器连接，所述第一端通过分光装置还与所述拉曼光谱仪连接，第二端为采样端，用于虹吸待测液体，所述拉曼光谱仪以及电容检测仪与所述计算机连接，

所述激光器，用于发射激光；

所述空芯管液体光纤拉曼探头，用于传导所述激光器发射的激光，在空芯光纤内部进行拉曼散射与传输，拉曼散射光经过所述光学反射腔反射，并将所述拉曼散射信号通过分光装置传输给所述拉曼光谱仪，进行拉曼特征峰强度测量；通过采样端吸取待测液体，使所述第一金属板与第二金属板间物质的介电常数发生变化；

所述拉曼光谱仪，用于接收所述分光装置传输的拉曼散射信号，进行拉曼特征峰强度检测；

所述电容检测仪，用于根据介电常数发生的变化，检测出所述第一金属板与第二金属板间电容的变化，根据电容的变化得出待测液体的高度变化；

所述计算机，用于根据所述拉曼光谱仪传输的拉曼特征峰强度以及所述电容检测仪传输的待测液体的高度变化，计算得到待测液体单位体积内的拉曼特征峰强度，并经过与已知浓度的待测液体定标，得到待测液体的浓度信息。

9.根据权利要求8所述的拉曼测试系统，其特征在于，所述分光装置包括第一聚焦镜、第二聚焦镜、带通滤波片、反射镜、二向色镜、长通滤波片以及激励光收集装置，所述第一聚焦镜、带通滤波片、激励光收集装置、长通滤波片以及第二聚焦镜水平设置，所述二向色镜与反射镜倾斜设置，使得二向色镜反射的光能够射向反射镜，所述反射镜反射的光能够射向所述长通滤波片，

所述激光器的发射光依次经过所述第一聚焦镜、带通滤波片、二向色镜以及激励光收集装置进入所述空芯光纤，进行拉曼散射；

所述光学反射腔反射的拉曼散射光，经耦合收集入所述空芯光纤返回依次经过激励光收集装置、二向色镜、反射镜、长通滤波片以及第二聚焦镜射入所述拉曼光谱仪。