[发明专利]基于空芯光纤传感器的重金属检测系统

摘要

本发明涉及低浓度重金属离子检测技术领域，特别涉及一种基于空芯光纤重金属传感器的检测系统，激光器产生的激光束依次通过第一光纤准直器、光纤环路器、第二光纤准直器后传输到光纤传感器中，光纤传感器内壁或内壁介孔表面修饰的高密度荧光分子在激光的照射下与相应的重金属发生反应后发射出荧光，荧光依次通过第二光纤准直器、光纤环路器传输到荧光光谱仪中，荧光光谱仪对接收到的荧光进行定量分析后得到重金属的浓度。利用光纤环路器、光纤准直器等光纤元件构建全光路开放检测系统，能够精准地、稳定地对重金属进行在线监测，设置光纤环路器，一方面使得光路简化，另一方面使得光纤传感器的一端为开口状，保证待测液体方便的进入到光纤传感器的空腔中。

主权项

1.一种基于空芯光纤重金属传感器的检测系统，其特征在于：包括激光器(10)、第一光纤准直器(20)、光纤环路器(30)、第二光纤准直器(50)、光纤传感器(60)以及荧光光谱仪(70)，所述激光器(10)产生的激光束依次通过第一光纤准直器(20)、光纤环路器(30)、第二光纤准直器(50)后传输到光纤传感器(60)中，光纤传感器(60)内壁或内壁介孔表面修饰的高密度荧光分子在激光的照射下与相应的重金属发生反应后发射出荧光，荧光依次通过第二光纤准直器(50)、光纤环路器(30)传输到荧光光谱仪(70)中，荧光光谱仪(70)对接收到的荧光进行定量分析后得到重金属的浓度；所述的光纤传感器(60)设置有多个，每个光纤传感器(60)的一端均设置有一个第二光纤准直器(50)，各光纤传感器(60)中组装的荧光素相异；激光束经过光纤环路器(30)后进入光纤分路器(40)中分成多路后输出至多个第二光纤准直器(50)中；所述光纤传感器(60)内壁或内壁介孔表面按如下步骤修饰高密度荧光分子：(A)通过浓硫酸和双氧水对空心光纤内壁或内壁介孔表面进行亲水处理使其含有较多的羟基；(B)然后利用氨丙基三乙氧基硅烷和空心光纤内壁或内壁介孔表面的羟基发生醇解反应使得空心光纤内壁或内壁介孔表面氨基化；(C)选择合适的功能单体和荧光素分子进行偶合；(D)将步骤C中形成的带有荧光素分子的功能单体通过步骤B中的氨基固结在空心光纤的内壁或内壁介孔表面。