上海千实工程师解读光纤化学传感器的分类

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光纤化学传感器是指利用光纤波导性能构成的传感器。用以测定某些化学量，如pH值和化学物质的浓度等。
光纤化学传感器的分类有多种，即可按检测对象、传感器的结构和形状、反应机理、敏感膜形状、可逆性等来分类。
1．按传感器的结构
按光纤上固定敏感膜的位置可分为端部固定和中间固定，按光纤是否分叉又可分为单支式和分叉式。
分叉式光纤化学传感器，一叉为输入光，另一叉为输出光，试剂相在光纤端部。
端部置试剂相光纤化学传感器，只是入射与接收光纤均为同根。对于端部试剂相型光纤，光通过光纤导入试剂相，试剂相与样品发生反应（如光吸收或荧光、折光等）引起光的波长或强度等信号变化，被探测光纤接收，再转化成电信号进行检测。单根光纤是一种简单有效的检测方式，但是因为激发光与探测光从同一根光纤上通过，其频率需要被分辨，一般使用二色分束器或其他光学器件来调整。提高分辨率亦可用时间分辨技术或多种新颖的传感器结构来达到。
中间固定相光纤化学传感器，一般是依据消逝波原理，当光在光纤中传播时，电磁波大部分在光纤中传播，但有部分会在光纤周罔旱指数衰减形式传播，这称为波的消失，通常区域限制在100nm以内。通常用这种方法检测光纤周围指示剂的存在或者裸露光纤表面折射指数的变化。如果选择适当的光指示剂，该方法可达极高的灵敏度。
2．按敏感膜形状
按敏感膜形状可分为多种类型。如薄膜型、微球膜型、圆柱膜型。
薄膜型光纤化学传感器是苯乙烯-丁二烯苯共聚物吸附溴百里酚蓝指示剂做成薄膜，将其固定在光纤探头上，整个光纤外径2mm。当时pH变化时，其颜色由黄色酸型变成蓝色的碱型。
微球膜型光纤敏感探头，它是用1μm直径的聚苯乙烯球和酚红指示剂做成的光纤pH传感器，检测的pH范围在7.0～7.4，灵敏度为0.01pH，这是由于微球加大了反射光的能量所致。
圆柱膜型光纤化学传感器，它是基于半透膜的竞争反应，用以测量葡萄糖分子，传感器的探头为直径3mm，长3mm的圆柱体，在圆柱体内有可固定葡萄糖和葡聚糖的伴刀豆球蛋白A。
3．按检测对象
光纤化学传感器按其检测对象可分为气体光纤传感器、液体光纤传感器和固体光纤传感器。
4．按可逆性
按光纤化学感器的可逆性可分为可逆巧不可逆的光纤化学传感器。
5．按反应机理
按检测原理可分为吸收光谱、荧光光谱、磷光光i普、折光、化学发光、全反射衰减或消逝波、麦面等离子共振、拉曼光谱等方法的光纤化学传感器。

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