CN107337357B - 一种实时监测控制腐蚀进度的光纤腐蚀装置 - Google Patents

一种实时监测控制腐蚀进度的光纤腐蚀装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实时监测控制腐蚀进度的光纤腐蚀装置，装置的有机玻璃槽开有三个小孔，分别为腐蚀液注射孔、清洗液注射孔和废液导出孔，每个孔均配有橡胶塞防止漏液；有机玻璃槽两侧分别由环氧树脂胶粘连天然橡胶塞，外侧设有支撑架，高度与有机玻璃槽相同，支撑架上开有通孔；天然橡胶塞上插有变径光纤引导管，变径光纤引导管从支撑架通孔中穿过，插入天然橡胶塞，进入有机玻璃槽，平滑的引入引出光纤；光纤腐蚀设备与单筒显微镜形成闭环控制系统，在单筒显微镜下测量到想要的光纤直径后，通过有机玻璃槽上的三个小孔控制反应停止。本发明结构简单，操作方便安全，随时控制腐蚀反应的开始和停止，实时观测光纤直径，腐蚀精确度高，应用范围广。

Description

一种实时监测控制腐蚀进度的光纤腐蚀装置
技术领域
本发明属于光纤腐蚀技术领域，涉及一种实时观察控制光纤腐蚀进度的光纤腐蚀装置。
背景技术
光纤中的光波信号易受外界环境中的压力、温度、电场、磁场等参量的影响，在光纤传感领域，人们利用了这些外界因素的变化导致光纤中光波信号的光学性质(强度、频率、波长、相位等)对应的改变，研制出各种类型的光纤传感器。光纤传感器与传统的各类传感器相比，具有光纤及光学测量的特点如下：(1)光纤具有很好的柔韧性，且体积小、重量轻。根据不同的检测需求可以通过简单工艺制成很多形态各异的传感元件；并且可与计算机和光纤系统相连，实现遥测和控制。(2)抗电磁干扰强，不易腐蚀等，可用于高温高压、腐蚀等恶劣环境，并且对人体没有明显损伤，有利于在生产生活方面的应用。(3)测量灵敏度高，可分布式测量，传输容量大，使用寿命长，制作成本低(文献1.唐海玉.基于光纤倏逝场的折射率传感研究[D].安徽大学,2015.)。光纤倏逝场传感器利用纤芯表面的倏逝场与周围环境相互作用，通过对倏逝波的能量衰减或波长漂移检测获得周围物质的相关特性。光纤倏逝波传感器可以用于磁场检测(文献2.沈涛,冯月,代海龙,等.基于光纤倏逝波传感器的磁场检测[J].光学学报,2015,35(a01):83-88.)、生物量检测(文献3.刘金华,刘韬,孟日增,等.一种基于光纤倏逝波生物传感器检测单核细胞增生李斯特氏菌方法的建立[J].中国实验诊断学,2014(7):1045-1047.)、挥发性有机物检测(文献4.于永芹,李学金,欧志龙,等.基于光纤倏逝场的挥发性有机物检测装置:CN,CN203443888U[P].2014.)等方面。为了加强纤芯表面倏逝场与介质的相互作用，需要去除部分光纤包层以提高传感器灵敏度。去除包层的方法主要有两种：腐蚀法和研磨法。腐蚀法主要指利用氢氟酸溶液通过控制其浓度及腐蚀时间从而制造出不同直径的传感光纤，这种方法对实验条件要求不高，且具有成本低，所得光纤表面平滑等优点。光纤的腐蚀速率与氢氟酸的浓度和环境的温度有很大关系，而且反应本身也会放热，很难精确控制光纤直径，这对于光纤腐蚀来说是一个难题。
发明内容
本发明改进了现有技术中存在的不能精确控制光纤腐蚀进度的缺陷，提供了一种结构简单、操作方便、可实时观察控制腐蚀进度的光纤腐蚀装置。
本发明采用的技术方案如下：
一种实时监测控制腐蚀进度的光纤腐蚀装置，包括光纤腐蚀槽、单筒显微镜及液体注射管。光纤腐蚀槽包括有机玻璃槽、天然橡胶塞、变径光纤引导管、支撑架、密封盖及底座。有机玻璃槽上有三个孔，分别为腐蚀液注射孔、清洗液注射孔和废液导出孔，每个孔均配有橡胶塞防止漏液，使用时用液体注射管注入和导出液体。有机玻璃槽两侧槽口用环氧树脂胶粘连天然橡胶塞封堵，有机玻璃槽两侧各有一个支撑架固定在底座上，变径光纤引导管透过支撑架和天然橡胶塞进入有机玻璃槽，密封盖盖在有机玻璃槽上保证密封性。有机玻璃槽体积很小，可有效减少氢氟酸用量，加上密封盖后可防止氢氟酸挥发，减小操作危险性；天然橡胶塞封堵有机玻璃槽槽口，可以保证插入变径光纤引导管后不会有腐蚀液渗漏；光纤引导管的变径处理有利于平滑的引入引出光纤；固定在底座上的支撑架可以保证左右两侧变径光纤引导管平行及稳定。光纤腐蚀设备放置于单筒显微镜下，可以实时观察腐蚀进度。
附图说明
图1是一种实时监测控制腐蚀进度的光纤腐蚀装置的整体示意图。
图2是光纤腐蚀槽的主视图。
图3是光纤腐蚀槽的俯视图。
图4是光纤腐蚀槽的右视图。
图中：101光纤腐蚀槽；102单筒显微镜；103液体注射管；201有机玻璃槽；202天然橡胶塞；203支撑架；204变径光纤引导管；205密封盖；206底座；207废液导出孔；208腐蚀液注射孔；209清洗液注射孔。
具体实施方式
如图所示，一种实时监测控制腐蚀进度的光纤腐蚀装置，包括有机玻璃槽201，有机玻璃槽为长方体，长20mm、宽5mm、深10mm；有机玻璃槽两侧分别设有天然橡胶塞202(由环氧树脂胶粘连)，天然橡胶塞是直径为11mm、厚1mm的圆柱；天然橡胶塞上插有变径光纤引导管204，直径由4mm逐渐变细到0.45mm，用于引入引出光纤；有机玻璃槽外侧设有支撑架203，支撑架材质为有机玻璃，支撑架与有机玻璃槽同等高度，支撑架上开有一个直径1mm的通孔，该孔与天然橡胶塞圆心重合，变径光纤引导管从支撑架通孔中穿过，插入天然橡胶塞，进入有机玻璃槽，支撑架可以保证变径光纤引导管的稳定性，使两侧变径光纤引导管平行；有机玻璃槽设有密封盖205，密封盖材质是有机玻璃，可以防止氢氟酸挥发导致的腐蚀不均匀，同时提供安全保障，将光纤腐蚀设备放置在单筒显微镜下实时观测。
使用时，将光纤需要腐蚀的部分剥去涂覆层，通过变径光纤引导管引入有机玻璃槽，把待腐蚀区域放在有机玻璃槽中间位置，从腐蚀液注射孔注入适量氢氟酸，用橡胶塞密封注射孔，有机玻璃槽盖上密封盖。实时观测光纤直径，经过一段时间后，当腐蚀变细的光纤达到所要求的直径后，把废液从废液导出孔吸出，从清洗液注射孔注入去离子水清洗光纤，清洗后废液再次导出，反复清洗几次，把光纤从变径光纤引导管引出。这种操作方式不仅能够避免可能对操作人员造成的危害，而且可以随时控制反应开始或停止，实时观测光纤直径，形成一个腐蚀观测的闭环控制系统。

Claims (1)

1.一种实时监测控制腐蚀进度的光纤腐蚀装置，其特征在于，
包括光纤腐蚀槽(101)、单筒显微镜(102)及液体注射管(103)；光纤腐蚀槽包括有机玻璃槽(201)、天然橡胶塞(202)、变径光纤引导管(204)、支撑架(203)、密封盖(205)及底座(206)；所述的支撑架(203)，其材质为有机玻璃；所述的密封盖(205)，其材质是有机玻璃，防止氢氟酸挥发导致的腐蚀不均匀，同时提供安全保障；有机玻璃槽(201)开有三个小孔，分别为腐蚀液注射孔(208)、清洗液注射孔(209)和废液导出孔(207)，每个孔均配有橡胶塞防止漏液，使用时液体注射管(103)注入和导出液体；所述的有机玻璃槽(201)为长方体，长20mm、宽5mm、深10mm，材质耐腐蚀；
有机玻璃槽(201)两侧分别由环氧树脂胶粘接天然橡胶塞(202)；所述的天然橡胶塞是直径为11mm、厚1mm的圆柱，保证插入变径光纤引导管(204)后不会有腐蚀液渗漏；有机玻璃槽(201)外侧设有支撑架(203)，高度与有机玻璃槽相同，支撑架上开有一个直径1mm的通孔，该孔与天然橡胶塞(202)圆心重合，支撑架保证变径光纤引导管的稳定性，使两侧变径光纤引导管平行；天然橡胶塞上插有变径光纤引导管(204)，其直径由4mm逐渐变细到0.45mm，变径光纤引导管从支撑架(203)通孔中穿过，插入天然橡胶塞(202)，进入有机玻璃槽(201)，平滑的引入引出光纤；
光纤腐蚀槽(101)与单筒显微镜(102)相结合，光纤腐蚀槽(101)与单筒显微镜(102)形成闭环控制系统，在单筒显微镜下测量到想要的光纤直径后，通过有机玻璃槽(201)上的三个小孔控制反应停止；实现了光纤任意区域的腐蚀，以及保证光纤能够在腐蚀前后顺利放入和取出。
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