申请/专利权人：重庆理工大学

申请日：2020-11-12

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN112362619B

主分类号：G01N21/45

分类号：G01N21/45

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2021.03.05#实质审查的生效;2021.02.12#公开

摘要：本发明公开了痕量氟离子传感器及浓度检测装置和方法，该传感器由铝掺杂氧化锌涂层和端面封装的光纤迈克尔逊干涉仪组成，该传感器在薄芯光纤端面镀一层银膜，以增强其反射，再用紫外固化胶对镀银端面进行封装，防止银膜被氧化。通过氟离子改变铝掺杂氧化锌涂层的折射率，使传感器的干涉谱发生变化，因此可以根据相应的波长移动确定氟离子浓度。实验结果表明，该传感器可以用于检测痕量0‑50ppb的氟离子，灵敏度高达57.02pmppb，并在氟离子浓度较低的情况下性能最好，其灵敏度随着氟浓度的增加而降低；在5ppb‑50ppb范围内，线性度R2＝0.97835；传感器的响应时间为40s；该传感器具有高灵敏度、高选择性、体积小、制作简单和较快的响应速度等优点。

主权项：1.痕量氟离子传感器，其特征在于：包括单模光纤5、粗锥6、薄芯光纤7、敏感膜8和银膜9；所述单模光纤5、薄芯光纤7通过粗锥6依次连接；从所述单模光纤5传输的光通过粗锥6后，在薄芯光纤7激发形成芯层模和包层模；所述敏感膜8包覆于薄芯光纤7外壁；所述银膜9设置于薄芯光纤7端面；所述薄芯光纤7包括纤芯、包层；所述纤芯的一端与粗锥中心连接，所述纤芯的另一端延伸至银膜；所述粗锥按照以下方式制作：切取一段薄芯光纤，使用熔融拉锥的微处理方式在薄芯光纤和单模跳线之间形成一个粗锥；所述单模光纤和薄芯光纤的包层直径125um，单模光纤的芯径为8.3um，薄芯光纤的芯径为2.5um，在粗锥熔融拉锥的时候光纤的推进距离为200um，薄芯光纤的长度为3.6cm；所述敏感膜按照以下方式制作：采用溶胶-凝胶法制备铝掺杂氧化锌溶胶；将0.15M的六水合硝酸锌加入乙醇中作为溶液A，将0.15M的九水合硝酸铝加入去离子水中作为溶液B；然后将溶液B逐渐滴加到溶液A中，搅拌90分钟得到均匀透明的溶液；通过滴加1.5M的氢氧化钠溶液使透明溶液变为白色，调节pH至10后，再次搅拌白色溶液60分钟后，即得铝掺杂氧化锌溶胶；用浸渍提拉镀膜机以500ums将制备的传感器浸入溶胶中，保持预设时间5分钟后取出，在空气中干燥5分钟；再将传感器浸入体积比为6：4的乙醇和去离子水混合物中，保持预设时间10分钟后取出并在120℃下干燥5小时。

全文数据：

权利要求：

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