[发明专利]基于并联法布里-珀罗干涉仪的重金属离子检测装置

说明书

本发明提供一种基于并联法布里‑珀罗干涉仪的光纤重金属离子检测装置，包括：探测激光器、泵浦激光器、环形器、第一法布里‑珀罗干涉仪、第二法布里‑珀罗干涉仪及分析单元；第一法布里‑珀罗干涉仪内部填充有待测液；在待测液及泵浦光的作用下，进入第一法布里‑珀罗干涉仪的探测光的反射光谱发生波长漂移，并在第二法布里‑珀罗干涉仪的作用下，将反射光谱发生的波长漂移量放大，分析单元根据探测光及放大漂移反射光信号，确定待测液中的重金属离子浓度，利用光热技术和金属离子的吸收峰特性实现对重金属离子的特异性检测，并采用两个并联结构的法布里‑珀罗干涉仪实现游标效应，提高了重金属离子检测装置的灵敏度。

技术领域

本发明涉及重金属离子浓度测量技术领域，特别是涉及一种基于并联法布里-珀罗干涉仪的重金属离子检测装置。

背景技术

目前，一般采用分光光度法对重金属离子进行测量，而通常涉及的测量仪器的体积过大、成本高、难以实现在线检测等问题。

光纤传感器在近几十年才在重金属离子浓度检测中崭露头角。光纤传感器传输功率损耗小，可实现远距离测量，在恶劣环境下有较强的优势，成本低、响应速度快、抗电磁干扰、稳定可靠。鉴于上述独特的优势在众多传感器中脱颖而出，在实际应用中的地位也逐渐提升，但现有的光纤传感器在重金属离子浓度检测领域的灵敏度还有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于并联法布里-珀罗干涉仪的光纤重金属离子检测装置，可提高重金属离子检测的灵敏度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于并联法布里-珀罗干涉仪的光纤重金属离子检测装置，所述基于并联法布里-珀罗干涉仪的光纤重金属离子检测装置包括：

探测激光器、泵浦激光器、环形器、第一法布里-珀罗干涉仪、第二法布里-珀罗干涉仪及分析单元；

所述探测激光器及所述泵浦激光器均与所述环形器的第一端口连接；所述探测激光器用于发射探测光；所述泵浦激光器用于发射泵浦光；

所述第一法布里-珀罗干涉仪及所述第二法布里-珀罗干涉仪均与所述环形器的第二端口连接；

所述第一法布里-珀罗干涉仪内部填充有待测液；在所述待测液及所述泵浦光的作用下，进入第一法布里-珀罗干涉仪的探测光的反射光谱发生波长漂移，并在所述第二法布里-珀罗干涉仪的作用下，将反射光谱发生的波长漂移量放大，得到放大漂移反射光信号；

所述分析单元与所述环形器的第三端口连接，所述分析单元用于根据所述探测光及所述放大漂移反射光信号，确定待测液中的重金属离子浓度。

可选地，所述基于并联法布里-珀罗干涉仪的光纤重金属离子检测装置还包括第一耦合器；

所述探测激光器及所述泵浦激光器通过所述第一耦合器与所述环形器的第一端口连接；

所述第一耦合器用于将所述探测光及所述泵浦光耦合至所述环形器的第一端口。

可选地，所述基于并联法布里-珀罗干涉仪的光纤重金属离子检测装置还包括第二耦合器；

所述第一法布里-珀罗干涉仪及所述第二法布里-珀罗干涉仪通过所述第二耦合器与所述环形器的第二端口连接；

所述第二耦合器用于将所述环形器的第二端口输出的探测光和泵浦光耦合至第一法布里-珀罗干涉仪和所述第二法布里-珀罗干涉仪，并将所述放大漂移反射光信号耦合至所述环形器的第二端口。

可选地，所述第一法布里-珀罗干涉仪包括第一单模光纤、第二单模光纤及第一石英管；

所述第一石英管设置在所述第一单模光纤及所述第二单模光纤之间，且所述第一石英管内部填充有待测液；所述第一单模光纤与所述第一石英管的连接处形成第一反射面，所述第二单模光纤与所述第一石英管的连接处形成第二反射面；