[发明专利]一种用于生物检测的光纤探测系统

说明书

技术领域

本发明属于光纤探测技术领域，涉及一种光纤探测系统，尤其涉及一种用于生物检测的 光纤探测系统。

背景技术

光纤传感器由于具有不受电磁干扰、体积小、灵敏度高、速度快、操作方便等特点发展 很快；光纤探测器件是光纤传感器的关键部件，在食品检测、环境检测、医学研究等方面已 经得到了广泛应用。传统的光纤生物传感器利用光纤作为探头进行光信息传输，但在信息收 集时仍然利用光学分离元器件，因此，系统复杂，体积大；目前已经有新的光纤传感器代替 了传统的光纤传感器，这种新型光纤传感器中的光纤探测器件采用锥形光纤与单-多模光纤耦 合器组合而成，由于这种单-多模光纤耦合器是采用一根单模光纤和一根多模光纤熔融拉锥制 作而成，用的单模光纤和多模光纤截面积相差上百倍，所以耦合器的制作工艺难度非常大， 成品率非常低，成本非常高，不利于产品批量化生产和市场推广。

此外，现有的用于生物检测的光纤探测设备的信噪比高，检测精确度低，并且结构复杂， 生产成本和使用成本均较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种提高了荧光的耦合效率、降低了信噪比、 检测准确度高的用于生物检测的光纤探测系统。

本发明解决问题的技术方案是：一种用于生物检测的光纤探测系统，包括脉冲信号发生 器、脉冲信号激光器、光纤束组件、探头、光电探测器、锁相放大器和计算机，所述脉冲信 号发生器、脉冲信号激光器、光纤束组件、光电探测器、锁相放大器、计算机依次连接，所 述锁相放大器还与脉冲信号发生器连接；所述光纤束组件包括光纤束共同端、单模光纤、分 支光纤，所述单模光纤的一端、分支光纤的一端通过同一个合束器连接至光纤束共同端，所 述光纤束共同端与探头连接，所述单模光纤的另一端与脉冲信号激光器相连，所述分支光纤 的另一端与光电探测器相连，所述探头设置在待测生物液体检测池内，所述待测生物液体检 测池设有液体输入端和液体输出端，所述液体输出端连接有蠕动泵，所述蠕动泵与计算机连 接。

所述脉冲信号发生器提供频率和脉宽均可调的脉冲信号给脉冲信号激光器；所述脉冲信 号激光器将光信号通过单模光纤传输到光纤束组件；所述光纤束组件将光信号输出到探头， 并将探头反馈的荧光输出到光电探测器；所述光电探测器将光信号转换为电信号，并传递给 锁相放大器；所述锁相放大器记录脉冲信号发生器的脉冲信号的频率值，且检测出和脉冲信 号发生器同频率值的输出信号；所述计算机控制锁相放大器，记录其输出信号。

所述蠕动泵用于调节液体的流量，使液体流动平稳。

进一步地，所述探头为荧光探头。

进一步地，所述蠕动泵通过信号线与计算机连接。

进一步地，所述单模光纤和分支光纤均为玻璃光纤。

进一步地，所述单模光纤和分支光纤的直径的范围均为100mm～600mm。

优选地，所述单模光纤和分支光纤的直径的范围均为200mm～500mm。

进一步地，所述脉冲信号发生器、脉冲信号激光器、光纤束组件、光电探测器、锁相放 大器和计算机集成在同一个手提箱中，所述手提箱设有插槽，所述探头能拆卸式安装在插槽； 便携式的结构设计使得本发明所述用于生物检测的光纤探测系统能够方便携带，且所述探头 能在使用时方便取放。

进一步地，所述手提箱的体积为0.02m³～0.08m³。

本发明的有益效果为：本发明通过光纤束组件完成激光束的传输及光信号的收集、传输， 减少了光传输的能量损失，提高荧光的耦合效率，同时通过脉冲信号发生器、脉冲信号激光 器、光纤束组件、探头、光电探测器、锁相放大器和计算机的紧凑结合和设计，降低了设备 的信噪比，简化了设备的结构，降低了成本；提高了检测的精确度；并且本发明结构紧凑， 灵活便携，使用方便。

附图说明

图1是本发明所述用于生物检测的光纤探测系统的结构示意图；

图2是图1所示的光纤束组件的结构示意图。

图中：1-脉冲信号发生器；2-脉冲信号激光器；3-光纤束组件，31-光纤束共同端， 32-单模光纤，33-分支光纤，34-合束器；4-探头；5-光电探测器；6-锁相放大器；7-计 算机；8-蠕动泵；9-待测生物液体检测池，91-液体输入端，92-液体输出端。

图1中的箭头表示生物液体的流动方向。