本發(fā)明屬于光纖腐蝕技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新型光纖腐蝕裝置。

背景技術(shù)：

光纖中的光波信號易受外界環(huán)境中的壓力、溫度、電場、磁場等參量的影響，在光纖傳感領(lǐng)域，人們利用了這些外界因素的變化導(dǎo)致光纖中光波信號的光學(xué)性質(zhì)(強(qiáng)度、頻率、波長、相位等)對應(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；并且可與計算機(jī)和光纖系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)遙測和控制。(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)測量靈敏度高，可分布式測量，傳輸容量大，使用壽命長，制作成本低(文獻(xiàn)1.唐海玉.基于光纖倏逝場的折射率傳感研究[d].安徽大學(xué),2015.)。光纖倏逝場傳感器利用纖芯表面的倏逝場與周圍環(huán)境相互作用，通過對倏逝波的能量衰減或波長漂移檢測獲得周圍物質(zhì)的相關(guān)特性。光纖倏逝波傳感器可以用于磁場檢測(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檢測[j].光學(xué)學(xué)報,2015,35(a01):83-88.)、生物量檢測(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單核細(xì)胞增生李斯特氏菌方法的建立[j].中國實(shí)驗診斷學(xué),2014(7):1045-1047.)、揮發(fā)性有機(jī)物檢測(文獻(xiàn)4.于永芹,李學(xué)金,歐志龍,等.基于光纖倏逝場的揮發(fā)性有機(jī)物檢測裝置:cn,cn203443888u[p].2014.)等方面。為了加強(qiáng)纖芯表面倏逝場與介質(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間從而制造出不同直徑的傳感光纖，這種方法對實(shí)驗條件要求不高，且具有成本低，所得光纖表面平滑等優(yōu)點(diǎn)。

目前已經(jīng)提出的光纖腐蝕方法大多數(shù)只能從一側(cè)腐蝕光纖，例如將光纖豎直固定在塑料管中腐蝕(文獻(xiàn)5.a.iadicicco.s,campopiano,a.cutolo,etal.nonuniformthinnedfiberbragggratingsforsimultaneousrefractiveindexandtemperaturemeasurements[j],ieeephotonicstechnologyletters,2005,17(7):1495-1497)，或者將光纖一端水平放入腐蝕裝置中(文獻(xiàn)6.史偉,房強(qiáng),齊亮.一種實(shí)現(xiàn)光纖表面光滑錐形腐蝕的裝置,cn203938601u[p].2014.)。這種腐蝕方式不能滿足某些情況下要腐蝕某一段光纖的實(shí)際需要，另一方面氫氟酸有劇毒且易揮發(fā)，在使用過程中很有可能對操作人員造成傷害，此外腐蝕后的光纖較脆，極易斷裂，如何保持光纖完整性也是一個有待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的裝置改進(jìn)了現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的光纖腐蝕裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種新型光纖腐蝕裝置，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)玻璃槽固定在底座上，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)各有一個支撐架固定在底座上；支撐架的高度與有機(jī)玻璃槽相同，支撐架上開有一個直徑1mm的通孔，該孔與天然橡膠塞圓心重合，支撐架保證變徑光纖引導(dǎo)管的穩(wěn)定性，使兩側(cè)變徑光纖引導(dǎo)管平行；天然橡膠塞上插有變徑光纖引導(dǎo)管，其直徑由4mm逐漸變細(xì)到0.45mm，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；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。

本發(fā)明的裝置，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。

附圖說明

圖1是一種新型光纖腐蝕裝置的整體示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是圖1的右視圖。

圖4是圖1的主視圖。

圖5是腐蝕時間與光纖直徑關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施例。

如圖所示，一種新型光纖腐蝕裝置，包括有機(jī)玻璃槽1，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4(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3，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2，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5，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，同時提供安全保障。

本裝置使用時，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，加入適量氫氟酸，蓋上密封蓋。經(jīng)過一段時間后，即可得到表面平滑的細(xì)直徑光纖，通過控制氫氟酸濃度及腐蝕時間可以制造出不同直徑的傳感光纖。腐蝕反應(yīng)結(jié)束后把廢液吸出妥善處理，向有機(jī)玻璃槽中多次注入去離子水清洗光纖，清洗后將光纖從變徑光纖引導(dǎo)管引出。這種操作方式能夠有效避免氫氟酸可能對操作人員造成的危害。

以下試用實(shí)例中，使用的光纖是普通單模光纖，包層直徑128um，纖芯直徑8.2um。腐蝕區(qū)域長度10mm，所使用的氫氟酸濃度為40％，在25℃環(huán)境下恒溫腐蝕。分別腐蝕15min、30min、45min、60min、80min、85min、90min，實(shí)驗結(jié)果如下表所示：

通過上表中數(shù)據(jù)擬合直線，參見圖5，可以得到光纖直徑隨時間變化公式：

d＝-1.275t+128.6。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種新型光纖腐蝕裝置，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)玻璃槽固定在底座上，兩側(cè)槽口用環(huán)氧樹脂膠粘連天然橡膠塞封堵，兩側(cè)各有一個支撐架固定在底座上；支撐架的高度與有機(jī)玻璃槽相同，支撐架上開有通孔，該孔與天然橡膠塞圓心重合，支撐架保證變徑光纖引導(dǎo)管的穩(wěn)定性；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。本光纖腐蝕裝置克服了普通光纖腐蝕裝置中存在的只能從一端腐蝕光纖、腐蝕液威脅操作人員安全、腐蝕后光纖易斷等問題，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便安全。

技術(shù)研發(fā)人員：趙勇;王淑娜;呂日清
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：2017.09.26