CN115031874B - 一种基于uv胶微球谐振腔的压力传感器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及谐振式压力传感器，具体是一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器及其制备方法。本发明解决了现有谐振式压力传感器测量精度较低的问题。一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器，包括玻璃基片、UV胶微球谐振腔、光纤锥、偏振控制器、宽带光源、光谱分析仪；其中，玻璃基片的表面喷涂有超疏水涂料层；UV胶微球谐振腔固定于超疏水涂料层的表面；光纤锥的锥区与UV胶微球谐振腔耦合；宽带光源的输出端通过偏振控制器与光纤锥的首端连接；光谱分析仪的输入端与光纤锥的尾端连接。本发明适用于压力的测量。
Description
技术领域
本发明涉及谐振式压力传感器，具体是一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器及其制备方法。
背景技术
谐振式压力传感器因其具有体积小、重量轻、成本低等优点，而被广泛应用于压力的测量。在现有技术条件下，谐振式压力传感器普遍基于F-P谐振腔或波导谐振腔进行工作。但在实际应用中，由于F-P谐振腔和波导谐振腔的品质因数较低，导致现有谐振式压力传感器存在测量精度较低的问题。基于此，有必要发明一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器及其制备方法，以解决现有谐振式压力传感器测量精度较低的问题。
发明内容
本发明为了解决现有谐振式压力传感器测量精度较低的问题，提供了一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器及其制备方法。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器，包括玻璃基片、UV胶微球谐振腔、光纤锥、偏振控制器、宽带光源、光谱分析仪；其中，玻璃基片的表面喷涂有超疏水涂料层；UV胶微球谐振腔固定于超疏水涂料层的表面；光纤锥的锥区与UV胶微球谐振腔耦合；宽带光源的输出端通过偏振控制器与光纤锥的首端连接；光谱分析仪的输入端与光纤锥的尾端连接。
具体工作过程如下：启动宽带光源，宽带光源发出的光依次经偏振控制器、光纤锥、UV胶微球谐振腔、光纤锥入射到光谱分析仪，并经光谱分析仪转换为谐振谱，光谱分析仪根据谐振谱测得UV胶微球谐振腔的共振波长。当压力作用于UV胶微球谐振腔时，UV胶微球谐振腔发生形变，使得UV胶微球谐振腔的折射率发生变化，由此使得UV胶微球谐振腔的共振波长发生变化。此时，根据光谱分析仪测得的共振波长变化量即可计算出压力值，由此实现压力的测量。
与现有谐振式压力传感器相比，本发明所述的一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器不再基于F-P谐振腔或波导谐振腔进行工作，而是基于UV胶微球谐振腔进行工作。相较于F-P谐振腔和波导谐振腔，UV胶微球谐振腔具有高品质因数和极小的模式体积，因此本发明具备了超高的测量精度。
一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器的制备方法（该方法用于制备本发明所述的一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器），该方法是采用如下步骤实现的：
步骤一：选取玻璃基片，并在玻璃基片的表面喷涂形成超疏水涂料层，然后将玻璃基片放置于六维位移调节台上；
步骤二：用泵注射器抽取UV胶，并将UV胶滴到超疏水涂料层的表面通过表面张力形成类球状体，然后用紫外灯照射类球状体，使得类球状体固化成为UV胶微球谐振腔；
步骤三：在UV胶微球谐振腔的旁侧设置光纤锥，并保证光纤锥的锥区与UV胶微球谐振腔耦合；然后，将宽带光源的输出端通过偏振控制器与光纤锥的首端连接，将光谱分析仪的输入端与光纤锥的尾端连接；
步骤四：启动宽带光源，宽带光源发出的光依次经偏振控制器、光纤锥、UV胶微球谐振腔、光纤锥入射到光谱分析仪，并经光谱分析仪转换为谐振谱；然后，利用六维位移调节台调整UV胶微球谐振腔的位置，并实时观察谐振谱；当UV胶微球谐振腔与光纤锥的锥区之间达到高效耦合状态时，在UV胶微球谐振腔与超疏水涂料层的表面之间滴加紫外固化胶，并用紫外灯照射紫外固化胶，使得紫外固化胶固化，由此使得UV胶微球谐振腔固定于超疏水涂料层的表面，从而完成制备。
本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了现有谐振式压力传感器测量精度较低的问题，适用于压力的测量。
附图说明
图1是本发明中一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器的结构示意图。
图2是本发明中一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器的制备方法的示意图。
图中：1-玻璃基片，2-UV胶微球谐振腔，3-光纤锥，4-偏振控制器，5-宽带光源，6-光谱分析仪，7-六维位移调节台，8-泵注射器，9-紫外灯。
具体实施方式
一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器，包括玻璃基片1、UV胶微球谐振腔2、光纤锥3、偏振控制器4、宽带光源5、光谱分析仪6；其中，玻璃基片1的表面喷涂有超疏水涂料层；UV胶微球谐振腔2固定于超疏水涂料层的表面；光纤锥3的锥区与UV胶微球谐振腔2耦合；宽带光源5的输出端通过偏振控制器4与光纤锥3的首端连接；光谱分析仪6的输入端与光纤锥3的尾端连接。
所述玻璃基片1为石英玻璃基片，其厚度为1mm。
所述超疏水涂料层为有机氟化物涂料层，其厚度为1μm。
所述UV胶微球谐振腔2为65型UV胶微球谐振腔，其直径为1mm~2mm，其与超疏水涂料层的表面之间的夹角大于120°。
所述光纤锥3的锥区直径为1μm~2μm。
一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器的制备方法（该方法用于制备本发明所述的一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器），该方法是采用如下步骤实现的：
步骤一：选取玻璃基片1，并在玻璃基片1的表面喷涂形成超疏水涂料层，然后将玻璃基片1放置于六维位移调节台7上；
步骤二：用泵注射器8抽取UV胶，并将UV胶滴到超疏水涂料层的表面通过表面张力形成类球状体，然后用紫外灯9照射类球状体，使得类球状体固化成为UV胶微球谐振腔2；
步骤三：在UV胶微球谐振腔2的旁侧设置光纤锥3，并保证光纤锥3的锥区与UV胶微球谐振腔2耦合；然后，将宽带光源5的输出端通过偏振控制器4与光纤锥3的首端连接，将光谱分析仪6的输入端与光纤锥3的尾端连接；
步骤四：启动宽带光源5，宽带光源5发出的光依次经偏振控制器4、光纤锥3、UV胶微球谐振腔2、光纤锥3入射到光谱分析仪6，并经光谱分析仪6转换为谐振谱；然后，利用六维位移调节台7调整UV胶微球谐振腔2的位置，并实时观察谐振谱；当UV胶微球谐振腔2与光纤锥3的锥区之间达到高效耦合状态时，在UV胶微球谐振腔2与超疏水涂料层的表面之间滴加紫外固化胶，并用紫外灯9照射紫外固化胶，使得紫外固化胶固化，由此使得UV胶微球谐振腔2固定于超疏水涂料层的表面，从而完成制备。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器的制备方法，其特征在于：该方法用于制备一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器，该传感器包括玻璃基片（1）、UV胶微球谐振腔（2）、光纤锥（3）、偏振控制器（4）、宽带光源（5）、光谱分析仪（6）；其中，玻璃基片（1）的表面喷涂有超疏水涂料层；UV胶微球谐振腔（2）固定于超疏水涂料层的表面；光纤锥（3）的锥区与UV胶微球谐振腔（2）耦合；宽带光源（5）的输出端通过偏振控制器（4）与光纤锥（3）的首端连接；光谱分析仪（6）的输入端与光纤锥（3）的尾端连接；
该方法是采用如下步骤实现的：
步骤一：选取玻璃基片（1），并在玻璃基片（1）的表面喷涂形成超疏水涂料层，然后将玻璃基片（1）放置于六维位移调节台（7）上；
步骤二：用泵注射器（8）抽取UV胶，并将UV胶滴到超疏水涂料层的表面通过表面张力形成类球状体，然后用紫外灯（9）照射类球状体，使得类球状体固化成为UV胶微球谐振腔（2）；
步骤三：在UV胶微球谐振腔（2）的旁侧设置光纤锥（3），并保证光纤锥（3）的锥区与UV胶微球谐振腔（2）耦合；然后，将宽带光源（5）的输出端通过偏振控制器（4）与光纤锥（3）的首端连接，将光谱分析仪（6）的输入端与光纤锥（3）的尾端连接；
步骤四：启动宽带光源（5），宽带光源（5）发出的光依次经偏振控制器（4）、光纤锥（3）、UV胶微球谐振腔（2）、光纤锥（3）入射到光谱分析仪（6），并经光谱分析仪（6）转换为谐振谱；然后，利用六维位移调节台（7）调整UV胶微球谐振腔（2）的位置，并实时观察谐振谱；当UV胶微球谐振腔（2）与光纤锥（3）的锥区之间达到高效耦合状态时，在UV胶微球谐振腔（2）与超疏水涂料层的表面之间滴加紫外固化胶，并用紫外灯（9）照射紫外固化胶，使得紫外固化胶固化，由此使得UV胶微球谐振腔（2）固定于超疏水涂料层的表面，从而完成制备。
2.根据权利要求1所述的一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器的制备方法，其特征在于：所述玻璃基片（1）为石英玻璃基片，其厚度为1mm。
3.根据权利要求1所述的一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器的制备方法，其特征在于：所述超疏水涂料层为有机氟化物涂料层，其厚度为1μm。
4.根据权利要求1所述的一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器的制备方法，其特征在于：所述UV胶微球谐振腔（2）为65型UV胶微球谐振腔，其直径为1mm~2mm，其与超疏水涂料层的表面之间的夹角大于120°。
5.根据权利要求1所述的一种基于UV胶微球谐振腔的压力传感器的制备方法，其特征在于：所述光纤锥（3）的锥区直径为1μm~2μm。
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| CN116477563B (zh) * | 2023-03-07 | 2024-03-12 | 北京大学 | 一种单分散微球腔耦合的封装方法及器件 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| CN110054148A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-07-26 | 华东师范大学 | 一种空腔式压力传感器及其制备方法 |
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Non-Patent Citations (3)
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| A Lever-Type PDMS Flexible Cavity for Acoustic Vector Sensor With High Sensitivity;Yansu Wang 等;IEEE SENSORS JOURNAL;第23卷(第6期);5637-5642 * |
| 光学微球腔尾纤曲率敏感特性研究;商成龙 等;激光与红外;第45卷(第3期);311-314 * |
| 多元丙烯酸酯泡沫微球的制备;范勇恒 等;强激光与粒子束;第21卷(第5期);677-680 * |
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