[发明专利]一种全光纤相位型氧传感器

权利要求书

1.一种相位型光纤氧传感器，由光学系统、温度测量系统、信号处理系统和控制系统组成；

所述光学系统由石英多模光纤耦合结构、光学挡板、直插LED参考光源、光纤耦合LED激发光源构成；

所述温度测量系统由NTC热敏电阻构成；

所述信号处理系统由硅光电二极管和模拟信号处理模块构成；

所述控制系统由RS485通讯接口、MCU微控制器、正弦调制模块构成；

所述石英多模光纤耦合结构用于激发光传输和荧光的收集；

所述多模光纤耦合结构的光发射端和接收端分别与光纤耦合LED、光学挡板通过SMA905接口连接；

所述多模光纤耦合结构的探测端粘贴氧敏感荧光膜，作为微型光纤探针。

2.根据权利要求1所述的相位型光纤氧传感器，其特征在于：所述氧敏感荧光膜中，所用氧敏感荧光物质为铂卟啉高分子聚合物膜片；

所述光学挡板为直径25mm的铝制圆盘，圆盘中心一体化加工SMA905接口；

所述直插LED参考光源的中心波长为650nm；

所述光纤耦合LED激发光源的中心波长为505nm；

所述硅光电二极管为单色色彩传感器的光谱响应范围为600～700nm；

所述NTC热敏电阻的阻值10k(25℃)，B值3950；

所述正弦调制模块的调制频率为5K。

3.权利要求1或2所述相位型光纤氧传感器在氧气检测中的应用。

4.一种利用权利要求1或2所述相位型光纤氧传感器进行氧气检测的方法，包括：

1)将所述相位型光纤氧传感器的传感端及NTC热敏电阻浸没于烧杯中并持续曝气，通过RS485串口工具读取传感器的DP信号及温度值，待DP值稳定后，记录DP值及对应的温度值；

2)改变恒温水浴槽的温度，重复步骤1)，记录一系列DP值及温度值；

3)将记录的不同温度下的溶解氧浓度值及相位值带入到公式(1)中，即可获得不同温度下氧气的标准曲线，利用曲线函数关系实现氧气的定量检测；

式中，DP0和DP分别代表无氧和无氧时相位差信号；[O₂]表示氧气浓度，％；k和b分别表示经验公式的斜率和截距。