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专利号: 2022107609138
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于光栅级联复合传感技术的地下水监测装置,其特征在于:包括宽带光源(1)、监测模块(3)以及光谱仪(9),所述监测模块(3)具有外壳并悬挂固定在缆索(33)下端,所述外壳内部设置隔板分为上腔室和下腔室,所述上腔室开设多个通孔(31)并通过滤网覆盖,上腔室内布置有光纤耦合器(4)、镀膜的长周期光子晶体光栅(5)、布拉格温度光栅(6)及级联长周期光栅(8),所述光纤耦合器(4)采用2×2光纤耦合器,所述宽带光源(1)、所述镀膜的长周期光子晶体光栅(5)、所述布拉格温度光栅(6)和所述光谱仪(9)分别通过光纤与光纤耦合器(4)连接,宽带光源(1)与光纤耦合器(4)之间设置有隔离器(2),光谱仪(9)外联有计算机(10),镀膜的长周期光子晶体光栅(5)与光纤连接点相对的一端镀有一层银镜,镀膜的长周期光子晶体光栅(5)的内部微孔的侧壁镀有一层折射率仅受氯离子浓度影响的敏感膜,布拉格温度光栅(6)外部罩设密封腔(61),所述级联长周期光栅(8)通过光纤与光谱仪(9)连接,级联长周期光栅(8)由两个相同的涂有PH敏感型水凝胶的长周期光栅串联组成,所述下腔室内底部设置活塞缸(32)与外界连通,下腔室内布置有布拉格应变光栅(7)及与其配合的活塞杆(71),所述布拉格应变光栅(7)两端分别通过光纤与布拉格温度光栅(6)和级联长周期光栅(8)连接,所述活塞杆(71)的活塞设置于所述活塞缸(32)内,活塞杆(71)的连杆伸出活塞缸(32)且其端部与所述隔板之间设置弹簧(72),活塞杆(71)和活塞缸(32)分别设置有夹持支臂(73),布拉格应变光栅(7)固定在两个所述夹持支臂(73)之间。

2.根据权利要求1所述的一种基于光栅级联复合传感技术的地下水监测装置,其特征在于:所述PH敏感型水凝胶采用海藻酸钠和N‑异丙基丙烯酰胺制得,在酸性条件下产生收缩,在碱性条件下产生溶胀,进而引起光栅的轴向应变。

3.根据权利要求2所述的一种基于光栅级联复合传感技术的地下水监测装置,其特征在于:所述PH敏感型水凝胶制作过程中加入致孔剂。

4.根据权利要求1所述的一种基于光栅级联复合传感技术的地下水监测装置,其特征在于:所述缆索(33)设置刻度线。