CN104152899A - 一种耐高温集束光纤的制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种耐高温集束光纤的制作方法，包括以下步骤：取多根普通光纤，分别进行表面敏化、活化处理，然后进行化学镀，镀层厚度为4~8μm，镀层保护的长度为150~250mm；将化学镀好的光纤用细线紧密捆扎成一束，端部平齐，将其放入电镀液中进行电镀，使全部光纤紧密结合，形成光纤束，整个集束光纤直径为0.5~1mm，电镀镀层保护的长度100~200mm。本发明将普通光纤通过对其表面金属化，然后将多根光纤制成集束光纤，其具有不易损坏、耐高温、传输信息容量大等优点。将多根光纤集束包在一个传感探头里，组成多通道传输集束光纤，信息传输两大，可以用于多个物理量同时区分测量或作为集束探测探头等领域。

Description

一种耐高温集束光纤的制作方法
技术领域
本发明涉及光纤的应用技术领域，具体涉及一种耐高温集束光纤的制作方法。
背景技术
光纤作为一种新型的传感元件，具有导光性能好、损耗低，抗电磁干扰，绝缘性好，体积小，质量轻等优点，在各种工业领域得到广泛应用，特别是在传感领域。基于光纤的传感器具有许多特点，如灵敏度高、传输速度快、信息容量大、适用性宽等。光纤传感器已广泛运用与土木工程、航空航天等恶劣环境中对温度、压力等参数的检测。随着现代工业的发展，对光纤传感器的性能要求越来越高，尤其是对耐高温、耐化学腐蚀和核辐射等性能要求严格。目前已有采用有机物塑料等包层保护的集束光纤作为传感探头，然而塑料包层、有机物包层无法应用于高温探测。因此，如何获得耐高温集束光纤对高温工程应用具有重要意义。目前尚未出现关于采用化学镀结合电镀的方法制作集束光纤的有关报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术不足提供一种耐高温集束光纤的制作方法。
本发明所述制作方法包括以下步骤：
(1)取3～8根光纤，在25～35℃温度下在敏化液中敏化后再在活化液中活化，时间分别为10～20min，然后对其进行化学镀，使其镀层厚度为4～8μm，化学镀层的长度150～250mm；
所述化学镀层为铜镀层、镍镀层或钴镀层；化学镀铜温度20～30℃；化学镀钴温度85～92℃；化学镀镍温度85～90℃；
(2)将化学镀好的光纤用细线紧密捆扎成一束，端部平齐，将其放入电镀液中进行电镀，电镀时间20～30h；电镀镀层的长度100～200mm；所述电镀层是电镀铜、电镀镍或电镀锌层；
根据不同镀层的电镀工艺设定温度和电流大小：
电镀铜温度20～30℃，电流大小为1～3mA；电镀镍温度18～45℃，电流大小为6～8mA；电镀锌温度18～22℃，电流大小为10～30mA；
电镀后使全部光纤紧密结合，形成一束光纤，整个集束光纤直径为0.5～1mm(最终集束光纤直径大小与光纤数量相对应)；
(3)将步骤(2)得到的集束光纤进行端部研磨和抛光，使其端部平整。
本发明中所涉及的敏化液配方为：SnCl2·2H2O为10g/L，HCl，40ml/L；
本发明中所涉及的活化液配方为：PdCl2为0.1～0.5g/L，HCl为5ml/L；
本发明中所涉及的化学镀铜溶液配方为：CuSO4·5H2O为10g/L，NaKC4H4O6·5H2O为40g/L，NaCO3为2g/L，NiCl2·H2O为1g/L，HCHO为20ml/L，NaOH为8～10g/L；
本发明中所涉及的化学镀镍溶液配方为：NiSO4·7H2O为25g/L，H3BO3为20g/L，C3H6O2为20ml/L，NaH2PO2·2H2O为20～25g/L；
本发明中所涉及的化学镀钴溶液配方为:CoSO4为14.055g/L，NaH2PO2为21.198g/L，NaKC4H4O6·5H2O为141.11g/L，H3BO3为31g/L，NaOH为8～15g/L；
本发明中所涉及的电镀铜溶液配方为：CuSO4为250g/L，葡萄糖为40g/L，H2SO4为70g/L；
本发明中所涉及的电镀镍溶液配方为：NiSO4·7H2O为280g/L，NiCl2·6H2O为850g/L，H3BO3为358g/L，C12H25SO4Na为0.05-0.1g/L；
本发明中所涉及的电镀锌溶液配方为:ZnSO4为250g/L，NH4Cl为15g/L，H3BO3为25～30g/L。
本发明的技术效果是：本发明将普通光纤通过对其表面金属化，然后将多根光纤制成集束光纤，其具有不易损坏、耐高温、耐腐蚀、灵敏度高、传输速度快、传输信息容量大等优点。不仅其制作工艺过程简单，而且化学镀、电镀工艺成熟，非常适合工业化的推广应用。将多根光纤包在一个传感探头里，组成多通道传输集束光纤，可以用于多个物理量同时区分测量的领域，使得光纤测量应用更加广泛。
附图说明
图1为集束光纤结构示意图；
图2为光纤的化学镀工艺过程示意图；
图3为集束光纤的电镀工艺过程示意图；
图中：1光纤，2电镀镀层，3化学镀液，4恒温水箱，5金属阳极，6电镀液，7电镀设备，8夹持架。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明:
实施例1：取3根光纤，按敏化液配方(SnCl2·2H2O为10g/L；HCl为40ml/L)、活化液配方(PdCl2为0.5g/L；HCl为5ml/L)分别配制敏化液、活化液，在25℃温度下对其进行敏化后活化，时间分别为15min、20min，然后按化学镀铜溶液配方(CuSO4·5H2O为10g/L；NaKC4H4O6·5H2O为40g/L；NaCO3为2g/L；NiCl2·H2O为1g/L；HCHO为20ml/L；NaOH为10g/L)配制化学镀铜溶液，在温度为25℃时进行化学镀铜，时间为4h，如图2所示，使镀层厚度为4μm，化学镀层的长度150mm。再按电镀铜溶液配方(CuSO4为250g/L；葡萄糖为40g/L；H2SO4为70g/L)配制电镀铜溶液，将化学镀好的光纤用细线紧密捆成一束，端部平齐，放入电镀液中进行电镀铜，如图3所示，温度25℃，电流为1mA，电镀时间30h。使全部光纤紧密结合，形成金属化集束光纤，整个集束光纤直径为0.5mm，电镀镀层的长度100mm。电镀后，将集束光纤进行端部研磨和抛光，使其端部平整。
实施例2：取5根光纤，按敏化液配方(SnCl2·2H2O为10g/L；HCl为40ml/L)、活化液配方(PdCl2为0.5g/L；HCl为5ml/L)分别配制敏化液、活化液，在25℃温度下对其进行敏化后活化，时间分别为15min、20min，然后按化学镀铜溶液配方(CuSO4·5H2O为10g/L；NaKC4H4O6·5H2O为40g/L；NaCO3为2g/L；NiCl2·H2O为1g/L；HCHO为20ml/L；NaOH为10g/L)配制化学镀铜溶液，在温度为25℃时进行化学镀铜，时间为5h，如图2所示，使镀层厚度为6μm，化学镀层的长度200mm。再按电镀铜溶液配方(CuSO4为250g/L；葡萄糖为40g/L；H2SO4为70g/L)配制电镀铜溶液，将化学镀好的光纤用细线紧密捆成一束，端部平齐，放入电镀液中进行电镀铜，如图3所示，温度25℃，电流为2mA，电镀时间25h。使全部光纤紧密结合，形成金属化集束光纤，整个集束光纤直径为0.8mm，电镀镀层的长度150mm。电镀后，将集束光纤进行端部研磨和抛光，使其端部平整。
实施例3：取8根光纤，按敏化液配方(SnCl2·2H2O为10g/L；HCl为40ml/L)、活化液配方(PdCl2为0.5g/L；HCl为5ml/L)分别配制敏化液、活化液，在25℃温度下对其进行敏化后活化，时间分别为15min、20min，然后按化学镀铜溶液配方(CuSO4·5H2O为10g/L；NaKC4H4O6·5H2O为40g/L；NaCO3为2g/L；NiCl2·H2O为1g/L；HCHO为20ml/L；NaOH为10g/L)配制化学镀铜溶液，在温度为25℃时进行化学镀铜，时间为6h，如图2所示，使镀层厚度为8μm，化学镀层的长度250mm。再按电镀铜溶液配方(CuSO4为250g/L；葡萄糖为40g/L；H2SO4为70g/L)配制电镀铜溶液，将化学镀好的光纤用细线紧密捆成一束，端部平齐，放入电镀液中进行电镀铜，如图3所示，温度25℃，电流为3mA，电镀时间20h。使全部光纤紧密结合，形成金属化集束光纤，整个集束光纤直径为1.0mm，电镀镀层的长度200mm。电镀后，将集束光纤进行端部研磨和抛光，使其端部平整。

Claims (9)

1.一种耐高温集束光纤的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤： 
(1)取3～8根光纤，在25～35℃温度下在敏化液中敏化后再在活化液中活化，时间分别为10～20min，然后对其进行化学镀，使其镀层厚度为4～8μm，化学镀层的长度150～250mm； 
所述化学镀层为铜镀层、镍镀层或钴镀层；化学镀铜温度20～30℃；化学镀钴温度85～92℃；化学镀镍温度85～90℃； 
(2)将化学镀好的光纤用细线紧密捆扎成一束，端部平齐，将其放入电镀液中进行电镀，电镀时间20～30h；电镀镀层的长度100～200mm；所述电镀层是电镀铜、电镀镍或电镀锌层； 
根据不同镀层的电镀工艺设定温度和电流大小： 
电镀铜温度20～30℃，电流大小为1～3mA；电镀镍温度18～45℃，电流大小为6～8mA；电镀锌温度18～22℃，电流大小为10～30mA； 
电镀后使全部光纤紧密结合，形成一束光纤，整个集束光纤直径为0.5～1mm； 
(3)将步骤(2)得到的集束光纤进行端部研磨和抛光，使其端部平整。 
2.一种耐高温集束光纤的制作方法，其特征在于，所述敏化液配方为：SnCl2·2H2O为10g/L，HCl，40ml/L。 
3.一种耐高温集束光纤的制作方法，其特征在于，所述活化液配方为：PdCl2为0.1～0.5g/L，HCl为5ml/L。 
4.一种耐高温集束光纤的制作方法，其特征在于，所述化学镀铜溶液配方为：CuSO4·5H2O为10g/L，NaKC4H4O6·5H2O为40g/L，NaCO3为2g/L，NiCl2·H2O 为1g/L，HCHO为20ml/L，NaOH为8～10g/L。
5.一种耐高温集束光纤的制作方法，其特征在于，所述化学镀镍溶液配方为：NiSO4·7H2O为25g/L，H3BO3为20g/L，C3H6O2为20ml/L，NaH2PO2·2H2O为20～25g/L。 
6.一种耐高温集束光纤的制作方法，其特征在于，所述化学镀钴溶液配方为:CoSO4为14.055g/L，NaH2PO2为21.198g/L，NaKC4H4O6·5H2O为141.11g/L，H3BO3为31g/L，NaOH为8～15g/L。
7.一种耐高温集束光纤的制作方法，其特征在于，所述电镀铜溶液配方为：CuSO4为250g/L，葡萄糖为40g/L，H2SO4为70g/L。 
8.一种耐高温集束光纤的制作方法，其特征在于，所述电镀镍溶液配方为：NiSO4·7H2O为280g/L，NiCl2·6H2O为850g/L，H3BO3为358g/L，C12H25SO4Na为0.05-0.1g/L。
9.一种耐高温集束光纤的制作方法，其特征在于，所述电镀锌溶液配方为:ZnSO4为250g/L，NH4Cl为15g/L，H3BO3为25～30g/L。 
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