用于多種氣體折射率檢測的并行遠距離光纖傳感系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于傳感技術領域，尤其是涉及一種用于多種氣體折射率檢測的并行遠距離光纖傳感系統。
【背景技術】
[0002]傳感技術是信息產業，尤其是物聯網技術的產業基礎之一。目前用于氣體檢測的傳感器，主要有傳統的化學樣品分析法，電化學類傳感器檢測，光譜測量法和聲表面波集成傳感器方法。
[0003]傳統的化學樣品分析法，需要對樣品進行各種化學過程的操作，檢測速度慢且比較復雜，安全性差。電化學類傳感器，需要在一定的熱溫度下測量，同時受到電磁場等因素的干擾，而且不利于進行組網行程傳感網絡。光譜成像法需要特別昂貴的寬帶光源或者可調諧的激光器實現對氣體吸收譜的掃描，體積龐大，同時價格昂貴，測量速度也較慢。一些光纖氣體傳感器，比如說鍍膜長周期光柵，但是長周期光柵的制作成本較高，同時不能受到彎曲等外界的干擾，如果多個光柵使用的話，需要寬帶光源，價格也很昂貴，不適合實際使用。聲表面波傳感器雖然檢測靈敏度很高，但是其對集成加工要求特別苛刻，信號驅動和檢測也比較復雜，同時不可以進行遠距離組網檢測。
[0004]因此，發明一種低成本，可以實現遠距離同時多種氣體和外界折射率同時檢測的傳感系統迫在眉睫。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明旨在提出一種用于多種氣體折射率檢測的并行遠距離光纖傳感系統，以實現遠距離、多種氣體和外界折射率同時檢測。
[0006]為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
[0007]用于多種氣體折射率檢測的并行遠距離光纖傳感系統，包括寬帶光源、光纖分束器、光纖耦合器、光纖傳感器和光電探測陣列，所述寬帶光源連接光纖分束器的輸入口，所述光纖分束器的輸出分支和多個所述光纖親合器的輸入端口級聯，每個所述光纖親合器連接一個光纖傳感器，每個所述光纖傳感器包括多個并行的光纖傳感探頭；所述光電探測陣列與每個所述光纖耦合器的輸出端口級聯；多個所述光纖耦合器對應的光纖傳感探頭分別鍍不同的金屬和或化學膜，每種鍍膜只對某一特定的氣體進行吸附。
[0008]進一步的，鍍膜的所述光纖傳感探頭為上擴拉錐的反射光纖橢球，帶一個平整的反射端面。
[0009]進一步的，所述光纖傳感探頭所鍍為半反射和半透射膜，膜層厚度控制在50-1OOnm 之間。
[0010]進一步的，其中一個光纖耦合器對應的光纖傳感探頭不鍍膜。
[0011]進一步的，每個所述光纖耦合器級聯的并行的光纖傳感探頭的個數可為2-8個。
[0012]進一步的，多個光纖傳感器和光纖耦合器數量對應，可為2-32個。
[0013]進一步的，所述寬帶光源可為自發輻射的LED型寬帶光源或者具有較寬3dB帶寬的激光光源。
[0014]進一步的，級聯時可以是多個光纖耦合器級聯或者多個光纖分束器級聯。
[0015]進一步的，所述光纖傳感探頭和光纖耦合器之間利用長距離的通信用單模光纖進行連接。
[0016]進一步的，所述光纖傳感探頭可以利用光纖玻璃球連接單模光纖實現，或利用空心光子晶體光纖實現，或利用普通光纖熔融上拉錐實現。
[0017]相對于現有技術，本發明具有以下優勢:
[0018](I)實現遠距離、多種氣體和外界折射率同時檢測；
[0019](2)所述光纖傳感探頭采用上擴拉錐的反射光纖橢球形，帶一個平整的反射端面，使包層光場與外界的交疊面積增大，同時增大了光纖端面與外界的接觸面積，從而兩方面增大了光纖傳感探頭的靈敏度；
[0020](3)光纖分束器的使用可以使得多個并聯的光纖傳感器共享一個光源，從而大幅降低了系統從成本。
【附圖說明】
[0021]構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1為本發明實施例所述光纖傳感系統的結構原理圖；
[0023]圖2為本發明實施例所述光纖傳感探頭的示意圖；
[0024]圖3為本發明實施例所述光纖傳感探頭的工作原理示意圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]1-寬帶光源，2-光纖分束器，3-光纖親合器，4-光纖傳感器，5-光電探測陣列，6-光纖傳感探頭。
【具體實施方式】
[0027]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0028]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。
[0029]用于多種氣體折射率檢測的并行遠距離光纖傳感系統，如圖1所示，包括寬帶光源1、光纖分束器2、光纖耦合器3、光纖傳感器4和光電探測陣列，所述寬帶光源I連接光纖分束器2的輸入口，所述光纖分束器2的輸出分支和多個所述光纖親合器3的輸入端口級聯，每個所述光纖耦合器3連接一個光纖傳感器4，每個所述光纖傳感器4包括多個并行的光纖傳感探頭6 ;所述光電探測陣列與每個所述光纖耦合器3的輸出端口級聯。
[0030]每個所述光纖耦合器3對應相應的光纖傳感器4，每個所述光纖傳感器4包括多個并行的光纖傳感探頭6組成，如圖2所示；每個光纖傳感器4分別對特定氣體敏感，可以同時實現對多個氣體的同時測量。實現方式為，每個所述光纖耦合器3對應的光纖傳感探頭6分別鍍不同的金屬和化學膜，每種膜只對某一特定的氣體進行吸附，其中多個光纖傳感器4和光纖耦合器3數量對應，可為2-32個(本實施例為4個)。
[0031]所述鍍膜的光纖傳感探頭6為上擴拉錐的反射光纖橢球，帶一個平整的反射端面，如圖3所示，鍍