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Instrument for all-fiber structure measurement of ultra-low turbidity by using single photon detection technique

浊度 材料科学 雪崩光电二极管 光子计数 光学 传输(电信) 光纤 计量系统 光子 灵敏度(控制系统) 纤维 探测器 物理 电子工程 计算机科学 电信 工程类 海洋学 复合材料 地质学 天文
作者
Feihu Qin,Juntao Hu,Huan-qin Wang,Huaqiao Gui,Jianguo Liu,Liang Lü,Deyi Kong,Jian Zhang,Xia Han,Tian Li Wang
标识
DOI:10.1117/12.2283447
摘要

An all-fiber structure detection system based on single photon detection technique(SPDT) has been developed to measure the ultra-low turbidity ofliquids. To assure the measurement accuracy,the total intensity of transmission light has been detected and quantified as number of photons by avalanche photodiode (APD) which has the advantage of high sensitivity.A fresh all-fiber structure optical fiber probe based on SPDT is applied in the system to reduce the volume and fluctuation of traditional transmission-light measurement system,in which the all-fiber structure probe is used to delivery and collection of transmission light.On the basis of Beer-Lambert (B-L) transmission law,a test system has been established and carried out a series of experiments.By combining B-Llaw with the principle of SPDT,a novel model for detecting turbidity has been proposed to explain the experimental results.The results have shown a well exponential relationship over the range of 0.01–1NTU (Nephelometric Turbidity Units).It also has showna good linear relationship with a resolution as high as 0.01NTUin the range of 0.01-0.09 NTU.When it is 1 secondofthe sampling time,the mean error of measurement result can be controlled within 5% of full scale.In addition,the new detection structure proposed in this paper, which makes the system more compact and more suitable in the small special space.
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