[发明专利]一种应用小半径弯曲光纤单环的盐度测量方法

说明书

本发明公开了一种应用小半径弯曲光纤单环的盐度测量方法，同时采用两个弯曲半径不同的光纤单环进行测量，在较大光纤环所对应的损耗值中得出其溶液温度及折射率范围估计值，通过对较小半径光纤环对应的弯曲损耗的求解，根据溶液折射率的估计，得到更为准确地折射率值，从而对溶液估计的温度进一步精确，以减小交叉敏感对该测试系统的影响，提高盐度测量的准确性。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，特别是涉及一种应用小半径弯曲光纤单环的盐度测量方法。

背景技术

在光纤传感技术领域中，盐度的重要参量是盐溶液的折射率，而溶液折射率不仅与盐溶液浓度有关，与温度也有密切联系。在盐度的测量方法法中存在明显的温度与折射率的交叉敏感问题，但多数测试方法会隐掉温度对盐度的影响，仅考虑浓度影响忽略交叉敏感问题，造成测试结果与实际结果相差较大，测试结果不精确的问题。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种能够解决现有技术中测试结果不精确的问题的一种应用小半径弯曲光纤单环的盐度测量方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种应用小半径弯曲光纤单环的盐度测量方法，应用分束器(2)对应波长的激光器(1)作为光源，用第一光纤(8)连接分束器(2)和激光器(1)，分束器(2)的出射端口与第二光纤(3)、第三光纤(9)和第四光纤(10)熔接，其中第三光纤(9)为直光纤，第二光纤(3)和第四光纤(10)弯曲成不同半径的光纤单环(12)，将分束器(2)及其出射端熔接的第二光纤(3)、第三光纤(9)和第四光纤(10)与两个不同半径的光纤单环(12)置于装有盐溶液的水域箱(6)中，第二光纤(3)、第三光纤(9)和第四光纤(10)的末端连接积分球光功率计(7)，方法包括以下步骤：

步骤S100：读取两个不同半径的光纤单环(12)的输出光功率值，分别记为P_out1和P_out2，读取第三光纤(9)的输出光功率值记为P_in，根据两个不同半径的光纤单环(12)的输出光功率值和第三光纤(9)的输出光功率值计算得到两个不同半径的光纤单环(12)的弯曲损耗值；

步骤S200：根据较大半径的光纤单环(12)的弯曲损耗值和预设的对应周长光纤单环随温度变化的弯曲损耗曲线图读取较大半径的光纤单环(12)对应的温度值，根据较小半径的光纤单环(12)的弯曲损耗值和预设的对应周长光纤单环随温度变化的弯曲损耗曲线图读取较小半径的光纤单环(12)对应的温度值；

步骤S300：获取两个不同半径的光纤单环(12)对应的温度值的温度误差，若温度误差在预设的温度误差范围内时，根据较大半径的光纤单环(12)的周长和预设的对应周长损耗盐度曲线图读取较大半径的光纤单环(12)对应的溶液折射率，根据较小半径的光纤单环(12)的周长和预设的对应周长损耗盐度曲线图读取较小半径的光纤单环(12)对应的溶液折射率；

步骤S400：获取两个不同半径的光纤单环(12)对应的溶液折射率的溶液折射率误差，若溶液折射率误差在预设的溶液折射率误差范围内时，根据较大半径的光纤单环(12)对应的温度值和较大半径的光纤单环(12)对应的溶液折射率得到盐溶液浓度。

优选地，两个不同半径为根据预设的对应周长光纤单环随温度变化的弯曲损耗曲线图确定的两个变化不一致的点对应的半径。

优选地，当输出功率选取电功率为单位时，步骤S100中根据两个不同半径的光纤单环(12)的输出光功率值和第三光纤(9)的输出光功率值计算得到两个不同半径的光纤单环(12)的弯曲损耗值，具体为：