本發(fā)明屬于光纖腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種實(shí)時(shí)觀察控制光纖腐蝕進(jìn)度的光纖腐蝕裝置。

背景技術(shù)：

光纖中的光波信號(hào)易受外界環(huán)境中的壓力、溫度、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等參量的影響，在光纖傳感領(lǐng)域，人們利用了這些外界因素的變化導(dǎo)致光纖中光波信號(hào)的光學(xué)性質(zhì)(強(qiáng)度、頻率、波長、相位等)對(duì)應(yīng)的改變，研制出各種類型的光纖傳感器。光纖傳感器與傳統(tǒng)的各類傳感器相比，具有光纖及光學(xué)測(cè)量的特點(diǎn)如下：(1)光纖具有很好的柔韌性，且體積小、重量輕。根據(jù)不同的檢測(cè)需求可以通過簡單工藝制成很多形態(tài)各異的傳感元件；并且可與計(jì)算機(jī)和光纖系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)和控制。(2)抗電磁干擾強(qiáng)，不易腐蝕等，可用于高溫高壓、腐蝕等惡劣環(huán)境，并且對(duì)人體沒有明顯損傷，有利于在生產(chǎn)生活方面的應(yīng)用。(3)測(cè)量靈敏度高，可分布式測(cè)量，傳輸容量大，使用壽命長，制作成本低(文獻(xiàn)1.唐海玉.基于光纖倏逝場(chǎng)的折射率傳感研究[d].安徽大學(xué),2015.)。光纖倏逝場(chǎng)傳感器利用纖芯表面的倏逝場(chǎng)與周圍環(huán)境相互作用，通過對(duì)倏逝波的能量衰減或波長漂移檢測(cè)獲得周圍物質(zhì)的相關(guān)特性。光纖倏逝波傳感器可以用于磁場(chǎng)檢測(cè)(文獻(xiàn)2.沈濤,馮月,代海龍,等.基于光纖倏逝波傳感器的磁場(chǎng)檢測(cè)[j].光學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(a01):83-88.)、生物量檢測(cè)(文獻(xiàn)3.劉金華,劉韜,孟日增,等.一種基于光纖倏逝波生物傳感器檢測(cè)單核細(xì)胞增生李斯特氏菌方法的建立[j].中國實(shí)驗(yàn)診斷學(xué),2014(7):1045-1047.)、揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)(文獻(xiàn)4.于永芹,李學(xué)金,歐志龍,等.基于光纖倏逝場(chǎng)的揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)裝置:cn,cn203443888u[p].2014.)等方面。為了加強(qiáng)纖芯表面倏逝場(chǎng)與介質(zhì)的相互作用，需要去除部分光纖包層以提高傳感器靈敏度。去除包層的方法主要有兩種：腐蝕法和研磨法。腐蝕法主要指利用氫氟酸溶液通過控制其濃度及腐蝕時(shí)間從而制造出不同直徑的傳感光纖，這種方法對(duì)實(shí)驗(yàn)條件要求不高，且具有成本低，所得光纖表面平滑等優(yōu)點(diǎn)。光纖的腐蝕速率與氫氟酸的濃度和環(huán)境的溫度有很大關(guān)系，而且反應(yīng)本身也會(huì)放熱，很難精確控制光纖直徑，這對(duì)于光纖腐蝕來說是一個(gè)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)中存在的不能精確控制光纖腐蝕進(jìn)度的缺陷，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可實(shí)時(shí)觀察控制腐蝕進(jìn)度的光纖腐蝕裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制腐蝕進(jìn)度的光纖腐蝕裝置，包括光纖腐蝕槽、單筒顯微鏡及液體注射管。光纖腐蝕槽包括有機(jī)玻璃槽、天然橡膠塞、變徑光纖引導(dǎo)管、支撐架、密封蓋及底座。有機(jī)玻璃槽上有三個(gè)孔，分別為腐蝕液注射孔、清洗液注射孔和廢液導(dǎo)出孔，每個(gè)孔均配有橡膠塞防止漏液，使用時(shí)用液體注射管注入和導(dǎo)出液體。有機(jī)玻璃槽兩側(cè)槽口用環(huán)氧樹脂膠粘連天然橡膠塞封堵，有機(jī)玻璃槽兩側(cè)各有一個(gè)支撐架固定在底座上，變徑光纖引導(dǎo)管透過支撐架和天然橡膠塞進(jìn)入有機(jī)玻璃槽，密封蓋蓋在有機(jī)玻璃槽上保證密封性。有機(jī)玻璃槽體積很小，可有效減少氫氟酸用量，加上密封蓋后可防止氫氟酸揮發(fā)，減小操作危險(xiǎn)性；天然橡膠塞封堵有機(jī)玻璃槽槽口，可以保證插入變徑光纖引導(dǎo)管后不會(huì)有腐蝕液滲漏；光纖引導(dǎo)管的變徑處理有利于平滑的引入引出光纖；固定在底座上的支撐架可以保證左右兩側(cè)變徑光纖引導(dǎo)管平行及穩(wěn)定。光纖腐蝕設(shè)備放置于單筒顯微鏡下，可以實(shí)時(shí)觀察腐蝕進(jìn)度。

附圖說明

圖1是一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制腐蝕進(jìn)度的光纖腐蝕裝置的整體示意圖。

圖2是光纖腐蝕槽的主視圖。

圖3是光纖腐蝕槽的俯視圖。

圖4是光纖腐蝕槽的右視圖。

圖中：101光纖腐蝕槽；102單筒顯微鏡；103液體注射管；201有機(jī)玻璃槽；202天然橡膠塞；203支撐架；204變徑光纖引導(dǎo)管；205密封蓋；206底座；207廢液導(dǎo)出孔；208腐蝕液注射孔；209清洗液注射孔。

具體實(shí)施方式

如圖所示，一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制腐蝕進(jìn)度的光纖腐蝕裝置，包括有機(jī)玻璃槽201，有機(jī)玻璃槽為長方體，長20mm、寬5mm、深10mm；有機(jī)玻璃槽兩側(cè)分別設(shè)有天然橡膠塞202(由環(huán)氧樹脂膠粘連)，天然橡膠塞是直徑為11mm、厚1mm的圓柱；天然橡膠塞上插有變徑光纖引導(dǎo)管204，直徑由4mm逐漸變細(xì)到0.45mm，用于引入引出光纖；有機(jī)玻璃槽外側(cè)設(shè)有支撐架203，支撐架材質(zhì)為有機(jī)玻璃，支撐架與有機(jī)玻璃槽同等高度，支撐架上開有一個(gè)直徑1mm的通孔，該孔與天然橡膠塞圓心重合，變徑光纖引導(dǎo)管從支撐架通孔中穿過，插入天然橡膠塞，進(jìn)入有機(jī)玻璃槽，支撐架可以保證變徑光纖引導(dǎo)管的穩(wěn)定性，使兩側(cè)變徑光纖引導(dǎo)管平行；有機(jī)玻璃槽設(shè)有密封蓋205，密封蓋材質(zhì)是有機(jī)玻璃，可以防止氫氟酸揮發(fā)導(dǎo)致的腐蝕不均勻，同時(shí)提供安全保障，將光纖腐蝕設(shè)備放置在單筒顯微鏡下實(shí)時(shí)觀測(cè)。

使用時(shí)，將光纖需要腐蝕的部分剝?nèi)ネ扛矊?，通過變徑光纖引導(dǎo)管引入有機(jī)玻璃槽，把待腐蝕區(qū)域放在有機(jī)玻璃槽中間位置，從腐蝕液注射孔注入適量氫氟酸，用橡膠塞密封注射孔，有機(jī)玻璃槽蓋上密封蓋。實(shí)時(shí)觀測(cè)光纖直徑，經(jīng)過一段時(shí)間后，當(dāng)腐蝕變細(xì)的光纖達(dá)到所要求的直徑后，把廢液從廢液導(dǎo)出孔吸出，從清洗液注射孔注入去離子水清洗光纖，清洗后廢液再次導(dǎo)出，反復(fù)清洗幾次，把光纖從變徑光纖引導(dǎo)管引出。這種操作方式不僅能夠避免可能對(duì)操作人員造成的危害，而且可以隨時(shí)控制反應(yīng)開始或停止，實(shí)時(shí)觀測(cè)光纖直徑，形成一個(gè)腐蝕觀測(cè)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制腐蝕進(jìn)度的光纖腐蝕裝置，裝置的有機(jī)玻璃槽開有三個(gè)小孔，分別為腐蝕液注射孔、清洗液注射孔和廢液導(dǎo)出孔，每個(gè)孔均配有橡膠塞防止漏液；有機(jī)玻璃槽兩側(cè)分別由環(huán)氧樹脂膠粘連天然橡膠塞，外側(cè)設(shè)有支撐架，高度與有機(jī)玻璃槽相同，支撐架上開有通孔；天然橡膠塞上插有變徑光纖引導(dǎo)管，變徑光纖引導(dǎo)管從支撐架通孔中穿過，插入天然橡膠塞，進(jìn)入有機(jī)玻璃槽，平滑的引入引出光纖；光纖腐蝕設(shè)備與單筒顯微鏡形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，在單筒顯微鏡下測(cè)量到想要的光纖直徑后，通過有機(jī)玻璃槽上的三個(gè)小孔控制反應(yīng)停止。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便安全，隨時(shí)控制腐蝕反應(yīng)的開始和停止，實(shí)時(shí)觀測(cè)光纖直徑，腐蝕精確度高，應(yīng)用范圍廣。

技術(shù)研發(fā)人員：呂日清;王淑娜;趙勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東北大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.05
技術(shù)公布日：2017.11.10