(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210395083.3 (22)申请日 2022.04.15 (71)申请人 黑龙江大 学 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路74号 (72)发明人 钱思宇　鲁金鑫　刘盛春　郭保明　 陈雪峰　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权 代理有限公司 2321 1 专利代理师 张宏威 (51)Int.Cl. G01N 21/552(2014.01) G01N 21/41(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种基于光开关的小型化多通道终端反射 式光纤SPR检测仪及其检测方法 (57)摘要 一种基于光开关的小型化多通道终端反射 式光纤SPR检测仪及其检测方法， 涉及光纤传感 技术领域。 针对现有的SPR检测仪器体积庞大、 价 格昂贵； 多通道实现检测的较少， 无法满足检验 的准确性的问题， 本发明提供了检测仪， 包括： 光 源、 光开关、 光纤耦 合器， 1×2Y型光纤跳线、 光纤 SPR传感器、 1 ×4Y型光纤跳线、 光谱仪、 微处理 器、 风扇、 供电模块和 信号传输模块； 光开 关连接 光源和光纤耦合器， 1 ×2Y型光纤跳线的输入端 连接光纤耦合器， 另一个输入端连接光纤SPR传 感器， 1×4Y型光纤跳线的输入端连接1 ×2Y型光 纤跳线的输出端， 输出端连接光谱仪， 光谱仪连 接微处理器， 信号传输模块连接微处理器， 风扇 连接微处 理器。 适合应用在生物传感领域。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114965377 A 2022.08.30 CN 114965377 A 1.一种基于光开关的小型化多通道终端反射式光纤SPR检测仪， 其特征在于， 所述的检 测仪包括： 光源(1)、 光开关(2)、 四个光纤耦合器(3)、 四个1 ×2Y型光纤跳线(4)、 四个光纤 SPR传感器(5)、 1 ×4Y型光纤跳线(6)、 光谱仪(7)、 微处理器(9)、 风扇(11)、 供电模块(13)和 信号传输模块(12)； 所述的光源(1)输出的光信号通过所述的光开关(2)同时发送给四个光 纤耦合器(3)， 所述的四个光纤耦合器(3)输出的光信号分别通过四个1 ×2Y型光纤跳线 (4)、 1×4Y型光纤跳线(6)输入至光谱仪(7)的光信号采集端， 所述的四个光纤SPR传感器 (5)远离反射端的一端分别嵌入所述的四个1 ×2Y型光纤跳线(4)的一个端口内， 所述的光 谱仪(7)与所述的微处理器(9)之间通过串 行通信线 连接， 所述的信号传输模块(12)与所述 的微处理器(9)通过串行通信线连接， 所述的风扇(11)的控制信号输入端连接所述的微处 理器(9)的风扇控制信号输出端， 所述的供电模块(13)用于给所述的光源(1)、 光开关(2)、 微处理器(9)和信号传输模块(12)提供工作电源。 2.根据权利要求1所述的一种基于光开关的小型化多通道终端反射式光纤SPR检测仪， 其特征在于， 所述的光纤耦合器(3)为SMA 905光纤耦合器。 3.根据权利要求1所述的小型化多通道光纤SPR检测仪， 其特征在于， 所述的信号传输 模块(12)采用W IFI模块实现。 4.根据权利要求1所述的一种基于光开关的小型化多通道终端反射式光纤SPR检测仪， 其特征在于， 所述的检测仪还包括： 壳体(14)； 所述的壳体(14)的侧壁上设置有四个传感器 固定孔(17)； 所述的光源(1)、 光开关(2)、 四个光纤耦合器(3)、 四个1 ×2Y型光纤跳线(4)、 四个光纤SPR传 感器(5)、 1 ×4Y型光纤跳线(6)、 光谱仪(7)、 微处理器(9)、 供电模块(13)和 信号传输模块(12)均设置在所述的壳体(14)内部， 所述的传感器固定孔(17)为设置在所述 的壳体(14)侧壁上的通孔， 所述的四个光纤SPR传感器(5)穿过所述的四个传感器固定孔 (17)， 从所述的壳体(14)内探出并固定 。 5.根据权利要求4所述的一种基于光开关的小型化多通道终端反射式光纤SPR检测仪， 其特征在于， 所述的壳体(14)包括： 底层隔板(15)和中层隔板(16)； 所述的底层隔板(15)和 中层隔板(16)与所述的壳体(14)的底面平行、 将所述的壳体(14)的内部空间分为上层、 中 层和下层三个区域， 所述的光源(1)、 光开关(2)和风扇(11)设置在所述的下层区域， 所述的 光谱仪(7)和供电模块(13)设置在所述的中层区域， 所述的微处理器(9)和信号传输模块 (12)设置在所述的上层区域。 6.根据权利要求5所述的一种基于光开关的小型化多通道终端反射式光纤SPR检测仪， 其特征在于， 所述的检测仪包括两个风扇， 另一个风扇(1 1)设置在所述的上层区域。 7.根据权利要求4所述的一种基于光开关的小型化多通道终端反射式光纤SPR检测仪， 其特征在于， 所述的四个传感器固定孔(17)设置在所述的壳体(14)的下层区域的侧壁上。 8.一种基于光开关的小型化多通道终端反射式光纤SPR检测方法， 其特征在于， 所述的 方法是基于 权利要求1所述的小型化多通道光纤S PR检测仪实现的， 具体的： 所述的方法包括： 参数设置步骤， 对所述的检测仪的参数进行设定； 光谱采集步骤， 通过所述的四个光纤SPR传感器(5)采集四组背景光和暗光谱 的数据， 并通过所述的光谱仪(7)传送至所述的微处 理器(9)； 缓冲区数据写入步骤， 将所述的微处 理器(9)的处 理结果发送至缓冲区；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114965377 A 2发送判断步骤， 由终端通过所述的信号传输模块(12)发送的外部信号选择是否发送， 如选择发送， 则通过所述的信号传输模块(12)将所述的缓冲区的数据作为实时光谱； 如选 择不发送， 则进入停止判断步骤； 停止判断步骤， 由终端通过所述的信号传输模块(12)发送的外部信号选择是否停止， 如选择停止， 则方法终止； 如选择不停止， 则返回发送判断步骤。 9.根据权利要求8所述的一种基于光开关的小型化多通道终端反射式光纤SPR检测方 法， 其特征在于， 所述的参数设置步骤 具体为： 包括： 对波 特率、 停止位和奇偶校验位的参数 进行设定 。 10.根据权利要求8所述的一种基于光开关的小型化多通道终端反射式光纤SPR检测方 法， 其特征在于， 所述的参数设置步骤为： 还 包括： 对所述的光谱仪的参数进行设定 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114965377 A 3