CN115683445A - 一种用于胞苷合成反应的微结构光纤气体压强传感器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种用于胞苷合成反应的微结构光纤气体压强传感器及其控制方法，包括光源、第一光纤、光纤耦合区、第二光纤、薄膜外套、空气腔、光谱仪和处理系统；本发明的微结构光纤环形谐振腔包含一个密封的空气腔，当微结构光纤环形谐振腔外部气体压强变化时，会使微结构光纤环形谐振腔的腔长产生变化，进而改变微结构光纤环形谐振腔的谐振频率，同时，微结构光纤环形谐振腔不发生化学反应，结构简单、精度高、对被测环境影响小、抗腐蚀性能好。
Description
技术领域
本发明属于通信光学传感技术领域，具体地，涉及一种用于胞苷合成反应的微结构光纤气体压强传感器及其控制方法。
背景技术
胞苷即胞嘧啶核苷，是组成核酸的一种核糖核苷，构成遗传密码的一个单位，对生物体的生理生化过程具有极其重要的调节功效，同时，胞苷又可用作生产抗病毒、抗肿瘤药物的中间体，其核苷衍生物，可改善脑外伤或脑手术造成的意识障碍，促进脑卒中病人运动功能的恢复，因此，胞苷及其衍生物在医学中的应用越来越广泛。
胞苷的合成方法很多，主要是化学方法。目前将4-乙氧基-尿苷溶于氨-甲醇溶液，然后密封、油浴、加热发生反应，反应完毕后，反应液减压蒸干，残余物用水重结晶可得到胞苷。对于上述的减压蒸干过程，目前的气体压强传感器的精度较低，难以满足高精度气体压强监测的要求，且容易与氨气、甲醇等发生反应，从而引入噪声，甚至造成传感失效。
发明内容
本发明提出了一种用于胞苷合成反应的微结构光纤气体压强传感器及其控制方法，克服了目前气体压强传感器在4-乙氧基-尿苷溶于氨-甲醇溶液减压蒸干过程中，由于结构复杂、精度低、难以满足高精度气体压强监测的需求、且对被测环境影响大、抗腐蚀性能差的问题。
本发明通过以下技术方案实现：
一种用于胞苷合成反应的微结构光纤气体压强传感器，其特征在于：
所述微结构光纤气体压强传感器包括：光源1、微结构光纤环形谐振腔、光谱仪7和处理系统8；
所述微结构光纤环形谐振腔由第一光纤2、第二光纤4和空气腔6构成；
所述光源1的光输出端连接第一光纤2的光输入端，第一光纤2与第二光纤4在光纤耦合区3处相互靠近、并发生光耦合；
第二光纤4形成一个未闭合的光纤环，薄膜外套5在第二光纤4的外部、并完全包裹住第二光纤4未闭合的部分，使得在第二光纤4未闭合处与薄膜外套5的内部形成空气腔6；
第一光纤2的光输出端连接光谱仪7的光输入端，光谱仪7的电输出端连接处理系统8的电输入端，处理系统8的电输出端输出传感器输出信号；
在4-乙氧基-尿苷溶于氨-甲醇溶液减压蒸干过程中，当所述微结构光纤环形谐振腔的外部气体压强变化时，会使微结构光纤环形谐振腔的腔长产生变化，进而改变微结构光纤环形谐振腔的谐振频率，最终根据谐振频率得出被测环境中的气体压强。
进一步地，所述第二光纤4与薄膜外套5间的缝隙中填充液体，以便将空气腔6密封在第二光纤4未闭合处
所述第二光纤4被薄膜外套5包裹的光纤，可在薄膜外套5中自由移动；
所述空气腔6中填充空气；
所述空气腔6的长度小于第二光纤4的长度，第二光纤4的长度小于100微米；
所述光源1输出连续光，光强度的频谱分布均匀且恒定，且光的线宽大于微结构光纤环形谐振腔自由谱宽的3倍、但小于微结构光纤环形谐振腔自由谱宽的4倍。
进一步地，所述第一光纤2、第二光纤4和薄膜外套5均不与氨气、甲醇发生化学反应，微结构光纤环形谐振腔不受氨气、甲醇的影响。
进一步地，所述处理系统8由采样电路8-1、分析电路8-2和输出电路8-3组成；
采样电路8-1的电输入端为处理系统8的电输入端，输出电路8-3的电输出端为处理系统8的电输出端；
光谱仪7的电输出端连接采样电路8-1的电输入端，采样电路8-1的电输出端连接分析电路8-2的电输入端，分析电路8-2的电输出端连接输出电路8-3的电输入端，输出电路8-3的电输出端输出传感器输出信号。
一种用于胞苷合成反应的微结构光纤气体压强传感器的控制方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤1、测量气体压强前，将光纤耦合区3、第二光纤4、薄膜外套5和空气腔6均置于标准大气压下，记录微结构光纤环形谐振腔的透射谱、并将此透射谱记为“透射谱1”，然后，将透射谱1中最接近透射谱中心频率的透射谷的中心频率记为“谐振频率1”；
步骤2、测量气体压强时，将光纤耦合区3、第二光纤4、薄膜外套5和空气腔6均置于被测环境中，记录微结构光纤环形谐振腔的透射谱、并将此透射谱记为“透射谱2”，然后，将透射谱2中最接近透射谱中心频率的透射谷的中心频率记为“谐振频率2”，依据谐振频率1与谐振频率2的大小，得出被测环境中的气体压强，最终处理系统8输出传感器输出信号，传感器输出信号包含气体压强大小。
进一步地，在步骤2中，
如果谐振频率2等于谐振频率1，则判定被测环境中的气体压强等于标准大气压；
此时空气腔6的长度等于校准时空气腔6的长度，微结构光纤环形谐振腔的腔长也等于校准时微结构光纤环形谐振腔的腔长，
即当被测环境中的气体压强等于标准大气压时，与校准时微结构光纤环形谐振腔的谐振频率相比，微结构光纤环形谐振腔的谐振频率不变。
进一步地，在步骤2中，
如果谐振频率2大于谐振频率1，则判定被测环境中的气体压强大于标准大气压，根据谐振频率2与谐振频率1的频率差得出被测环境中的气体压强；
此时空气腔6的长度小于校准时空气腔6的长度，微结构光纤环形谐振腔的腔长也小于校准时微结构光纤环形谐振腔的腔长，
即当被测环境中的气体压强大于标准大气压时，与校准时微结构光纤环形谐振腔的谐振频率相比，微结构光纤环形谐振腔相同谐振级数的谐振频率向高频方向移动。
进一步地，在步骤2中，
如果谐振频率2小于谐振频率1，则判定被测环境中的气体压强小于标准大气压，根据谐振频率2与谐振频率1的频率差得出被测环境中的气体压强
此时空气腔6的长度大于校准时空气腔6的长度，微结构光纤环形谐振腔的腔长也大于校准时微结构光纤环形谐振腔的腔长，
即当判定被测环境中的气体压强小于标准大气压时，与校准时微结构光纤环形谐振腔的谐振频率相比，微结构光纤环形谐振腔相同谐振级数的谐振频率向低频方向移动。
一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明有益效果
光纤传感器具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、光谱特性好、可靠性高等优点，特别是光纤传感器无电磁干扰、对被测环境影响小、抗腐蚀，适合在恶劣环境中工作。
本发明的微结构光纤环形谐振腔包含一个密封的空气腔，当微结构光纤环形谐振腔外部气体压强变化时，会使微结构光纤环形谐振腔的腔长产生变化，进而改变微结构光纤环形谐振腔的谐振频率，同时，微结构光纤环形谐振腔不发生化学反应，结构简单、精度高、对被测环境影响小、抗腐蚀性能好。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
其中1为光源、2为第一光纤、3为光纤耦合区、4为第二光纤、5为薄膜外套、6为空气腔、7为光谱仪、8为处理系统；
图2为本发明处理系统8的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1至图2。
一种用于胞苷合成反应的微结构光纤气体压强传感器：
所述微结构光纤气体压强传感器包括：光源1、微结构光纤环形谐振腔、光谱仪7和处理系统8；
所述微结构光纤环形谐振腔由第一光纤2、第二光纤4和空气腔6构成；
所述光源1的光输出端连接第一光纤2的光输入端，第一光纤2与第二光纤4在光纤耦合区3处相互靠近、并发生光耦合；
第二光纤4形成一个未闭合的光纤环，薄膜外套5在第二光纤4的外部、并完全包裹住第二光纤4未闭合的部分，使得在第二光纤4未闭合处与薄膜外套5的内部形成空气腔6；
第一光纤2的光输出端连接光谱仪7的光输入端，光谱仪7的电输出端连接处理系统8的电输入端，处理系统8的电输出端输出传感器输出信号；
在4-乙氧基-尿苷溶于氨-甲醇溶液减压蒸干过程中，当所述微结构光纤环形谐振腔的外部气体压强变化时，会使微结构光纤环形谐振腔的腔长产生变化，进而改变微结构光纤环形谐振腔的谐振频率，最终根据谐振频率得出被测环境中的气体压强。
所述第二光纤4与薄膜外套5间的缝隙中填充液体，以便将空气腔6密封在第二光纤4未闭合处
所述第二光纤4被薄膜外套5包裹的光纤，可在薄膜外套5中自由移动；
所述空气腔6中填充空气；
所述空气腔6的长度远小于第二光纤4的长度，第二光纤4的长度小于100微米；
当光进入微结构光纤环形谐振腔时，存在某些特定光波长的光，满足在微结构光纤环形谐振腔中传输一周时的相位是2π的整数倍，这些光波长称为微结构光纤环形谐振腔的“谐振波长”，微结构光纤环形谐振腔的谐振波长所对应的光频率称为微结构光纤环形谐振腔的“谐振频率”，微结构光纤环形谐振腔的任意两相邻谐振频率的频率间隔相等，且该频率间隔称为微结构光纤环形谐振腔的“自由谱宽”，光频率为微结构光纤环形谐振腔谐振频率的光均在微结构光纤环形谐振腔中发生谐振，且谐振时光的透射率最小，因此，微结构光纤环形谐振腔的透射谱为等频率间隔的透射谷，此频率间隔即为微结构光纤环形谐振腔的自由谱宽，透射谷的最小透射率即为微结构光纤环形谐振腔谐振频率处的透射率、且透射谷的中心频率即为微结构光纤环形谐振腔的谐振频率；
所述光源1输出连续光，即输出的光在时间上是连续的，光强度的频谱分布均匀且恒定，且光的线宽大于微结构光纤环形谐振腔自由谱宽的3倍、但小于微结构光纤环形谐振腔自由谱宽的4倍。因此，光源1的输出光包含3个微结构光纤环形谐振腔的谐振频率；
光源1的输出光经微结构光纤环形谐振腔输出时，由于光源1的输出光包含3个微结构光纤环形谐振腔的谐振频率，而光频率为微结构光纤环形谐振腔谐振频率的光的透射率最小，因此，微结构光纤环形谐振腔的透射谱为等频率间隔的3个透射谷，此频率间隔即为微结构光纤环形谐振腔的自由谱宽，透射谷的最小透射率即为微结构光纤环形谐振腔谐振频率处的透射率、且透射谷的中心频率即为微结构光纤环形谐振腔的谐振频率；
当4-乙氧基-尿苷溶于氨-甲醇溶液后，经密封、油浴、加热发生反应，反应完毕后，将反应液减压蒸干，由于第一光纤2、第二光纤4和薄膜外套5均不与氨气、甲醇发生化学反应，微结构光纤环形谐振腔不受氨气、甲醇的影响。
所述处理系统8由采样电路8-1、分析电路8-2和输出电路8-3组成；
采样电路8-1的电输入端为处理系统8的电输入端，输出电路8-3的电输出端为处理系统8的电输出端；
光谱仪7采集微结构光纤环形谐振腔的透射谱，然后，光谱仪7将微结构光纤环形谐振腔的透射谱转化为透射谱电压信号、并将透射谱电压信号送入采样电路8-1；
光谱仪7的电输出端连接采样电路8-1的电输入端，采样电路8-1的电输出端连接分析电路8-2的电输入端，分析电路8-2的电输出端连接输出电路8-3的电输入端，输出电路8-3的电输出端输出传感器输出信号。
一种用于胞苷合成反应的微结构光纤气体压强传感器的控制方法，所述方法具体包括以下步骤：
步骤1、测量气体压强前，将光纤耦合区3、第二光纤4、薄膜外套5和空气腔6均置于标准大气压下，采样电路8-1采集透射谱电压信号，记录微结构光纤环形谐振腔的透射谱、并将此透射谱记为“透射谱1”，然后，将透射谱1中最接近透射谱中心频率的透射谷的中心频率，由分析电路8-2获取并记为“谐振频率1”；
步骤2、测量气体压强时，将光纤耦合区3、第二光纤4、薄膜外套5和空气腔6均置于被测环境中，采样电路8-1采集透射谱电压信号，记录微结构光纤环形谐振腔的透射谱、并将此透射谱记为“透射谱2”，然后，将透射谱2中最接近透射谱中心频率的透射谷的中心频率，由分析电路8-2获取并记为“谐振频率2”，依据谐振频率1与谐振频率2的大小，得出被测环境中的气体压强，最终处理系统8输出传感器输出信号，传感器输出信号包含气体压强大小。
如果谐振频率2等于谐振频率1，则判定被测环境中的气体压强等于标准大气压；
此时空气腔6的长度等于校准时空气腔6的长度，微结构光纤环形谐振腔的腔长也等于校准时微结构光纤环形谐振腔的腔长，
即当被测环境中的气体压强等于标准大气压时，与校准时微结构光纤环形谐振腔的谐振频率相比，微结构光纤环形谐振腔的谐振频率不变。
如果谐振频率2大于谐振频率1，则判定被测环境中的气体压强大于标准大气压，根据谐振频率2与谐振频率1的频率差得出被测环境中的气体压强；
此时空气腔6的长度小于校准时空气腔6的长度，微结构光纤环形谐振腔的腔长也小于校准时微结构光纤环形谐振腔的腔长，
即当被测环境中的气体压强大于标准大气压时，与校准时微结构光纤环形谐振腔的谐振频率相比，微结构光纤环形谐振腔相同谐振级数的谐振频率向高频方向移动。
如果谐振频率2小于谐振频率1，则判定被测环境中的气体压强小于标准大气压，根据谐振频率2与谐振频率1的频率差得出被测环境中的气体压强
此时空气腔6的长度大于校准时空气腔6的长度，微结构光纤环形谐振腔的腔长也大于校准时微结构光纤环形谐振腔的腔长，
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一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器read only memory，ROM、可编程只读存储器programmable ROM，PROM、可擦除可编程只读存储器erasablePROM，EPROM、电可擦除可编程只读存储器electrically EPROM，EEPROM或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器random access memory，RAM，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器static RAM，SRAM、动态随机存取存储器dynamic RAM，DRAM、同步动态随机存取存储器synchronous DRAM，SDRAM、双倍数据速率同步动态随机存取存储器double data rate SDRAM，DDR SDRAM、增强型同步动态随机存取存储器enhanced SDRAM，ESDRAM、同步连接动态随机存取存储器synchlinkDRAM，SLDRAM和直接内存总线随机存取存储器direct rambus RAM，DR RAM。应注意，本发明描述的方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线例如同轴电缆、光纤、数字用户线digital subscriber line，DSL或无线例如红外、无线、微波等方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质例如，软盘、硬盘、磁带、光介质例如，高密度数字视频光盘digital video disc，DVD、或者半导体介质例如，固态硬盘solid state disc，SSD等。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
应注意，本申请实施例中的处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
以上对本发明所提出的一种用于胞苷合成反应的微结构光纤气体压强传感器及其控制方法，进行了详细介绍，对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种用于胞苷合成反应的微结构光纤气体压强传感器，其特征在于：
所述微结构光纤气体压强传感器包括：光源(1)、微结构光纤环形谐振腔、光谱仪(7)和处理系统(8)；
所述微结构光纤环形谐振腔由第一光纤(2)、第二光纤(4)和空气腔(6)构成；
所述光源(1)的光输出端连接第一光纤(2)的光输入端，第一光纤(2)与第二光纤(4)在光纤耦合区(3)处相互靠近、并发生光耦合；
第二光纤(4)形成一个未闭合的光纤环，薄膜外套(5)在第二光纤(4)的外部、并完全包裹住第二光纤(4)未闭合的部分，使得在第二光纤(4)未闭合处与薄膜外套(5)的内部形成空气腔(6)；
第一光纤(2)的光输出端连接光谱仪(7)的光输入端，光谱仪(7)的电输出端连接处理系统(8)的电输入端，处理系统(8)的电输出端输出传感器输出信号；
在4-乙氧基-尿苷溶于氨-甲醇溶液减压蒸干过程中，当所述微结构光纤环形谐振腔的外部气体压强变化时，会使微结构光纤环形谐振腔的腔长产生变化，进而改变微结构光纤环形谐振腔的谐振频率，最终根据谐振频率得出被测环境中的气体压强。
2.根据权利要求1所述微结构光纤气体压强传感器，其特征在于：
所述第二光纤(4)与薄膜外套(5)间的缝隙中填充液体，以便将空气腔(6)密封在第二光纤(4)未闭合处；
所述第二光纤(4)被薄膜外套(5)包裹的光纤，可在薄膜外套(5)中自由移动；
所述空气腔(6)中填充空气；
所述空气腔(6)的长度小于第二光纤(4)的长度，第二光纤(4)的长度小于100微米；
所述光源(1)输出连续光，光强度的频谱分布均匀且恒定，且光的线宽大于微结构光纤环形谐振腔自由谱宽的3倍、但小于微结构光纤环形谐振腔自由谱宽的4倍。
3.根据权利要求2所述微结构光纤气体压强传感器，其特征在于：
所述第一光纤(2)、第二光纤(4)和薄膜外套(5)均不与氨气、甲醇发生化学反应，微结构光纤环形谐振腔不受氨气、甲醇的影响。
4.根据权利要求3所述微结构光纤气体压强传感器，其特征在于：
所述处理系统(8)由采样电路(8-1)、分析电路(8-2)和输出电路(8-3)组成；
采样电路(8-1)的电输入端为处理系统(8)的电输入端，输出电路(8-3)的电输出端为处理系统(8)的电输出端；
光谱仪(7)的电输出端连接采样电路(8-1)的电输入端，采样电路(8-1)的电输出端连接分析电路(8-2)的电输入端，分析电路(8-2)的电输出端连接输出电路(8-3)的电输入端，输出电路(8-3)的电输出端输出传感器输出信号。
5.根据权利要求1至4所述微结构光纤气体压强传感器的控制方法，其特征在于：
所述方法具体包括以下步骤：
步骤1、测量气体压强前，将光纤耦合区(3)、第二光纤(4)、薄膜外套(5)和空气腔(6)均置于标准大气压下，记录微结构光纤环形谐振腔的透射谱、并将此透射谱记为“透射谱1”，然后，将透射谱1中最接近透射谱中心频率的透射谷的中心频率记为“谐振频率1”；
步骤2、测量气体压强时，将光纤耦合区(3)、第二光纤(4)、薄膜外套(5)和空气腔(6)均置于被测环境中，记录微结构光纤环形谐振腔的透射谱、并将此透射谱记为“透射谱2”，然后，将透射谱2中最接近透射谱中心频率的透射谷的中心频率记为“谐振频率2”，依据谐振频率1与谐振频率2的大小，得出被测环境中的气体压强，最终处理系统(8)输出传感器输出信号，传感器输出信号包含气体压强大小。
6.根据权利要求5所述微结构光纤气体压强传感器的控制方法，其特征在于：在步骤2中，
如果谐振频率2等于谐振频率1，则判定被测环境中的气体压强等于标准大气压；
此时空气腔(6)的长度等于校准时空气腔(6)的长度，微结构光纤环形谐振腔的腔长也等于校准时微结构光纤环形谐振腔的腔长，
即当被测环境中的气体压强等于标准大气压时，与校准时微结构光纤环形谐振腔的谐振频率相比，微结构光纤环形谐振腔的谐振频率不变。
7.根据权利要求6所述微结构光纤气体压强传感器的控制方法，其特征在于：在步骤2中，
如果谐振频率2大于谐振频率1，则判定被测环境中的气体压强大于标准大气压，根据谐振频率2与谐振频率1的频率差得出被测环境中的气体压强；
此时空气腔(6)的长度小于校准时空气腔(6)的长度，微结构光纤环形谐振腔的腔长也小于校准时微结构光纤环形谐振腔的腔长，
即当被测环境中的气体压强大于标准大气压时，与校准时微结构光纤环形谐振腔的谐振频率相比，微结构光纤环形谐振腔相同谐振级数的谐振频率向高频方向移动。
8.根据权利要求7所述微结构光纤气体压强传感器的控制方法，其特征在于：在步骤2中，
如果谐振频率2小于谐振频率1，则判定被测环境中的气体压强小于标准大气压，根据谐振频率2与谐振频率1的频率差得出被测环境中的气体压强
此时空气腔(6)的长度大于校准时空气腔(6)的长度，微结构光纤环形谐振腔的腔长也大于校准时微结构光纤环形谐振腔的腔长，
即当判定被测环境中的气体压强小于标准大气压时，与校准时微结构光纤环形谐振腔的谐振频率相比，微结构光纤环形谐振腔相同谐振级数的谐振频率向低频方向移动。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求5至8中所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求5至8中所述方法的步骤。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116481701A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-07-25 | 江苏理工学院 | 一种基于光纤感应透明效应的液压传感器及其测量方法 |
| CN116539198A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-08-04 | 江苏香地化学有限公司 | 基于光纤感应透明效应的应用于尿苷生产的高灵敏度压力测试装置及其控制方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1488068A (zh) * | 2000-11-28 | 2004-04-07 | 柔斯芒特股份有限公司 | 适用于测量物理和材料性能的光学传感器 |
| US20060227331A1 (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-12 | Frank Vollmer | Method and apparatus for measuring and monitoring optical properties based on a ring-resonator |
| CN101165977A (zh) * | 2006-10-20 | 2008-04-23 | 香港理工大学 | 光纤气体激光器和具有该激光器的光纤型环形激光陀螺仪 |
| US20080203281A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-08-28 | Sanders Glen A | Apparatus and method for biological sensing |
| CN101871790A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-10-27 | 浙江大学 | 基于宽带光源和级连光波导滤波器游标效应的光传感器 |
| WO2010151134A1 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-29 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast- Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | An optical sensor, a system, a method and a computer program for determining a property of a fluid |
| CN105652378A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-06-08 | 南京大学 | 光环行器 |
| CN107894394A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-04-10 | 苏州联讯仪器有限公司 | 一种基于双环谐振腔直通端级联的光学传感器 |
| CN109709069A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-05-03 | 中国科学院半导体研究所 | 气体传感器及其制备方法 |
| CN111537445A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-14 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 基于倏逝波的环形谐振腔增强型液体组分及浓度传感器 |
| CN113946014A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-01-18 | 南京高华科技股份有限公司 | 一种可调光谐振器 |
| CN115128301A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-09-30 | 浙江大学 | 基于级联双环谐振腔游标效应的光学加速度计芯片 |
-
2022
- 2022-11-10 CN CN202211402112.0A patent/CN115683445B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1488068A (zh) * | 2000-11-28 | 2004-04-07 | 柔斯芒特股份有限公司 | 适用于测量物理和材料性能的光学传感器 |
| US20060227331A1 (en) * | 2005-04-06 | 2006-10-12 | Frank Vollmer | Method and apparatus for measuring and monitoring optical properties based on a ring-resonator |
| CN101165977A (zh) * | 2006-10-20 | 2008-04-23 | 香港理工大学 | 光纤气体激光器和具有该激光器的光纤型环形激光陀螺仪 |
| US20080203281A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-08-28 | Sanders Glen A | Apparatus and method for biological sensing |
| WO2010151134A1 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-29 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast- Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | An optical sensor, a system, a method and a computer program for determining a property of a fluid |
| CN101871790A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-10-27 | 浙江大学 | 基于宽带光源和级连光波导滤波器游标效应的光传感器 |
| CN105652378A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-06-08 | 南京大学 | 光环行器 |
| CN107894394A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-04-10 | 苏州联讯仪器有限公司 | 一种基于双环谐振腔直通端级联的光学传感器 |
| CN109709069A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-05-03 | 中国科学院半导体研究所 | 气体传感器及其制备方法 |
| CN111537445A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-14 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 基于倏逝波的环形谐振腔增强型液体组分及浓度传感器 |
| CN113946014A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-01-18 | 南京高华科技股份有限公司 | 一种可调光谐振器 |
| CN115128301A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-09-30 | 浙江大学 | 基于级联双环谐振腔游标效应的光学加速度计芯片 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 饶云江等: "微光纤环形谐振腔温度传感器", 《电子科技大学学报》, vol. 41, no. 03 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116481701A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-07-25 | 江苏理工学院 | 一种基于光纤感应透明效应的液压传感器及其测量方法 |
| CN116539198A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-08-04 | 江苏香地化学有限公司 | 基于光纤感应透明效应的应用于尿苷生产的高灵敏度压力测试装置及其控制方法 |
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