一种利用单模错位光纤同时测量温度和溶液折射率的方法与流程

技术特征：

1.一种利用单模错位光纤同时测量温度和溶液折射率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

a)选取三段单模光纤进行错位熔接，得到错位传感器；

b)将所述错位传感器与光纤光栅熔接，进行温度标定和溶液折射率标定；

c)采集错位传感器与光纤光栅的波长漂移量，拟合错位传感器与光纤光栅的波长漂移量随温度和溶液折射率变化量的关系曲线；

d)利用步骤c)的关系曲线对待测溶液中的温度和溶液折射率同时测量。

2.根据权利要求1所述的同时测量温度和溶液折射率的方法，其特征在于，所述标定方法包括如下步骤：

(1)将熔接后的错位传感器与光纤光栅置于可控温度变化和折射率变化的溶液中；

(2)以错位传感器与光纤光栅的波谷作为采样点，逐渐改变环境中温度的大小，同时改变溶液的溶液折射率，记录梳状谱移动的长度。

3.根据权利要求2所述的同时测量温度和溶液折射率的方法，其特征在于，所述改变溶液折射率的方法包括改变溶液离子半径、增加溶液的浓度或降低溶液的浓度。

4.根据权利要求1所述的同时测量温度和溶液折射率的方法，其特征在于，所述错位传感器与光纤光栅的波长漂移量随温度和溶液折射率变化量的关系曲线满足如下关系：

其中Δλ₁、Δλ₂分别为错位传感器和光纤光栅的波长漂移量；ΔT、Δn分别为温度和溶液折射率的变化量；K_T1、K_T2分别为错位传感器和光纤光栅的温度灵敏度；K_n1、K_n2分别为错位传感器和光纤光栅的溶液折射率灵敏度；D＝K_T1K_n2-K_T2K_n1。

5.根据权利要求4所述的同时测量温度和溶液折射率的方法，其特征在于，所述温度灵敏度和所述溶液折射率灵敏度通过计算灵敏度曲线的斜率得到。

6.一种用于权利要求1-5任一权利要求所述方法的测量系统，其特征在于，所述测量系统依次连接泵浦光源、波分复用器、增益光纤、第一单模光纤、错位传感器、光纤光栅、第二单模光纤和光谱仪；

所述错位传感器由三段单模光纤错位熔接；所述错位传感器与所述光纤光栅熔接在一起用于对温度和溶液折射率进行同时测量。

7.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述增益光纤为一段掺杂稀土元素的光纤。