基于激光背向散射干涉的微通道内液体温度检测技术
2020-03-13陈小红张校亮李晓春
太原理工大学学报 2020年2期
关键词:检测
陈小红,张校亮,b,谭 慷,b,李晓春,b
(太原理工大学 a.物理与光电工程学院,新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室, b.生物医学工程学院,太原 030024)
温度对于生化反应和生化分析具有重要的影响[1-2],因而高灵敏度的温度检测与传感技术显得尤为重要。随着微全分析系统技术的发展,在微全分析系统的微通道内进行生化反应和分析越来越普遍[3],因此,微通道内液体温度的高灵敏度检测与传感技术成为人们关注的热点[1,4]。传统的热电偶、热电阻等接触式温度检测技术,具有简单可靠等优点,但因其传感元件需要与被测物体充分热交换,导致检测结果易产生温度滞后,传感元件与液体接触还会降低测温元件的寿命,并且不易集成到微通道中[5-6];红外辐射、荧光测温、拉曼光谱测温等非接触温度检测技术不会对测温区域造成干扰,并具有无损、实时、可用于微尺度通道液体温度检测等优点,但红外辐射测温技术需要被测对象符合黑体模型[7];荧光测温技术需要进行荧光标记并依赖于高精度的荧光光谱仪或荧光寿命探测器,且易出现光漂白现象[4,8-9];拉曼光谱测温速度慢,信号弱,且易受到待测物质荧光的干扰[10]。
基于光学干涉原理的激光干涉测温技术是一种新型的温度检测和传感技术,具有灵敏度高、易集成、可远程监测等优点,因而引起了人们极大的研究兴趣[11-12]。例如,赵勇课题组提出了一种基于单模-多模-单模组合结构的反射式光纤温度传感器[11],利用反射谱的波长移动以及界面上的菲涅耳反射测量液体的温度和折射率,其灵敏度分别为-92.6 pm/℃和-67.9 dB/RIU,该技术具有灵敏度高,操作方便,易携带等优点。……
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