專利名稱：監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的改進(jìn)，具體講是一種監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器及其制備方法，其屬于光纖傳感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在海洋環(huán)境中，金屬的腐蝕監(jiān)測(cè)多為目視檢測(cè)。當(dāng)金屬腐蝕可以被發(fā)現(xiàn)時(shí)，其腐蝕厚度已達(dá)原有金屬層厚度的1/10，其損失危害是巨大的，修復(fù)工作也比較困難。而且這種檢測(cè)方法耗費(fèi)大量的人力、物力。特別是對(duì)未發(fā)生腐蝕部位的拆裝檢查，還會(huì)破壞原有設(shè)備的完整性，并且還可能降低設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，造成不必要的浪費(fèi)。況且，目視檢測(cè)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)原位實(shí)時(shí)監(jiān)控的。還有一種超聲波測(cè)試法，其很難區(qū)分腐蝕產(chǎn)物和原有金屬層厚度，極易造成檢測(cè)失誤。
光纖傳感技術(shù)是本世紀(jì)七十年代伴隨光纖通信技術(shù)發(fā)展而形成的一門(mén)新學(xué)科、新技術(shù)分支。到八十年代中期，光纖傳感已成為現(xiàn)代信息技術(shù)的重要組成部分。然而，至今未見(jiàn)應(yīng)用光纖傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)金屬腐蝕的原位實(shí)時(shí)監(jiān)控的報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是要利用光纖傳感技術(shù)對(duì)環(huán)境中的金屬結(jié)構(gòu)物實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)腐蝕監(jiān)控，尤其是對(duì)海洋環(huán)境中的金屬結(jié)構(gòu)物的實(shí)時(shí)腐蝕監(jiān)控。設(shè)計(jì)一種監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器及其制備方法，該傳感器要具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，高靈敏度，高精度，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性好，可實(shí)現(xiàn)非接觸、非破壞性測(cè)量，實(shí)現(xiàn)高密度檢測(cè)，數(shù)據(jù)高速度傳輸，而且使用簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。
本發(fā)明的任務(wù)是由以下技術(shù)方案完成的，研制了一種監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器，其是去除護(hù)套、涂敷層和包層的一段光纖的纖芯，該光纖傳感器將被監(jiān)測(cè)金屬的呈現(xiàn)規(guī)律性改變的腐蝕光學(xué)信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的傳輸設(shè)備傳輸至監(jiān)測(cè)儀器，該儀器顯示并監(jiān)測(cè)腐蝕的發(fā)生和發(fā)展。該技術(shù)方案的關(guān)鍵是在該纖芯外表面上真空沉積有被監(jiān)測(cè)的金屬材料的敏感膜，該膜組織均勻致密地沉積在該纖芯外表面上，該膜的兩端分別與包層的斷面密切結(jié)合，構(gòu)成包層的相對(duì)兩斷面夾制的、適當(dāng)徑向厚度的、晶態(tài)結(jié)構(gòu)的、被監(jiān)測(cè)金屬材料的敏感膜。
所述的被監(jiān)測(cè)金屬材料，其為鋼材，或鋁材，或鋅材，或鎳鐵合金，或Fe-C合金。
所述的適當(dāng)厚度的被監(jiān)測(cè)金屬材料的敏感膜，其徑向厚度為0.01--100μm，軸向長(zhǎng)度為10--20mm。
一種監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器的制備方法，其按如下步驟進(jìn)行(1)取一段市售通訊光纖，切除去該光纖的護(hù)套和涂敷層，裸露10--20mm的包層；(2)以5--30％的氫氟酸溶液腐蝕該包層，以去除部分包層；(3)當(dāng)該氫氟酸溶液腐蝕到纖芯表面后，采用螺旋測(cè)微儀不斷監(jiān)測(cè)纖芯的直徑，直到該纖芯直徑達(dá)到50--60μm為止，其腐蝕時(shí)間在30--180min內(nèi)；
(4)采用真空沉積設(shè)備，將被監(jiān)測(cè)金屬材料真空沉積到包層的相對(duì)兩斷面之間的纖芯外表面上，制得由包層的相對(duì)兩斷面夾制的、被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的均勻晶態(tài)結(jié)構(gòu)的敏感膜層。
所采用的真空沉積設(shè)備是JEE-4X型真空蒸鍍機(jī)設(shè)備，其中半球形的真空槽是在裸露的纖芯外表面真空沉積被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的主要裝置；所述的真空槽，還設(shè)有輔助裝置，其是中間挖空的長(zhǎng)方體夾具；該夾具分為上、下兩層，在該兩層中間設(shè)有夾制光纖用的橡膠墊片，該夾具的中央?yún)^(qū)域是挖空的；裸露的纖芯處于中央挖空區(qū)，并有螺栓夾緊固定住該兩層、纖芯及其橡膠墊片；在真空沉積過(guò)程中，不斷翻轉(zhuǎn)該夾具--纖芯裝置，即可在該纖芯外表面真空沉積有均勻晶態(tài)結(jié)構(gòu)的膜層--被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的敏感膜。
所述的真空槽，還設(shè)有輔助裝置，其是有機(jī)玻璃板質(zhì)的夾具；該夾具的上、下板兩側(cè)對(duì)應(yīng)地挖有凹槽，該凹槽可以容納塑料套管，該套管穿套在該光纖的包層和纖芯外且固定在支架上；在沉積過(guò)程中，不斷旋轉(zhuǎn)光纖，即可在該纖芯外表面真空沉積有均勻晶態(tài)結(jié)構(gòu)的膜層--被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的敏感膜。
所述的被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)是以鋼為靶材的，其上樣沉積量為1--20mg/次，通電電流為4--400A；上樣前初始真空度為10-4Pa，靶材與光纖距離為5--25cm。
所述的被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)是以鋁為靶材的，其上樣沉積量為5--30mg/次，通電電流為3--300A；上樣前初始真空度為10-4Pa，靶材與光纖距離為5--25cm。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于由于該光纖傳感器是去除護(hù)套、涂敷層和包層的一段光纖的纖芯；該技術(shù)方案的關(guān)鍵是在該纖芯外表面上真空沉積有被監(jiān)測(cè)的金屬材料的敏感膜，該膜組織均勻致密地沉積在該纖芯外表面上，該膜的兩端分別與包層的斷面密切結(jié)合，構(gòu)成包層的相對(duì)兩斷面夾制的、適當(dāng)徑向厚度的、晶態(tài)結(jié)構(gòu)的、被監(jiān)測(cè)金屬材料的敏感膜。具有這種敏感膜的光纖傳感器將被監(jiān)測(cè)金屬的呈現(xiàn)規(guī)律性改變的腐蝕光學(xué)信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的傳輸設(shè)備傳輸至監(jiān)測(cè)儀器。該儀器即可顯示并監(jiān)測(cè)腐蝕的發(fā)生和發(fā)展。再加上光纖原有的體積小(光纖直徑小于150μm)、重量輕、覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)信息量大的優(yōu)點(diǎn)，因此，可在對(duì)傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)無(wú)法解決的易燃、易爆、空間狹窄的情況下和在具有腐蝕性強(qiáng)的氣體、液體以及射線污染的條件下，以及各種的苛刻環(huán)境條件下，進(jìn)行被測(cè)金屬的實(shí)時(shí)腐蝕監(jiān)控；該光纖傳感器的制造形狀靈活、經(jīng)久耐用，其可根據(jù)具體工況需要彎曲成多種形狀，不僅省時(shí)省力，而且具有抗電磁干擾的優(yōu)越性。該傳感器在對(duì)傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)無(wú)法解決的易燃、易爆、空間狹窄的情況和在具有腐蝕性強(qiáng)的氣體、液體以及射線污染的條件下，都能夠應(yīng)用光纖對(duì)上述苛刻的環(huán)境條件進(jìn)行實(shí)時(shí)腐蝕監(jiān)控，并且具有多種參量檢測(cè)的功能。這些優(yōu)越性是現(xiàn)有機(jī)械的、電磁的、電子的方法所無(wú)法實(shí)現(xiàn)或無(wú)法比擬的，因而本發(fā)明的光纖傳感器具有很強(qiáng)的生命力。
由于本發(fā)明的監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器的制備方法的步驟中，選擇采用了螺旋測(cè)微儀，來(lái)不斷監(jiān)測(cè)纖芯的恰當(dāng)直徑50--60μm，其腐蝕時(shí)間在30--180min內(nèi)，使得該纖芯外表面在真空沉積敏感膜以后，光纖總的直徑不致過(guò)大，否則影響金屬膜腐蝕監(jiān)測(cè)效果。如果使氫氟酸溶液腐蝕纖芯表面過(guò)多，留有的光纖直徑就過(guò)小，這樣光纖的強(qiáng)度就太低，易折斷，影響該光纖傳感器的壽命。
由于選擇了步驟(4)所采用的JEE-4X型真空蒸鍍機(jī)--一種適合的真空沉積設(shè)備，將被監(jiān)測(cè)金屬材料真空沉積在包層的相對(duì)兩斷面之間的纖芯外表面上，制得由包層的相對(duì)兩斷面夾制的、被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的均勻晶態(tài)結(jié)構(gòu)的敏感膜層。該真空沉積設(shè)備的鍍層操作具有簡(jiǎn)單易行、直接上靶材的特點(diǎn)。由于設(shè)計(jì)了中間挖空的長(zhǎng)方體夾具的輔助裝置，在其中間挖空處放入橡膠墊片，用于防止夾斷光纖，再用螺栓緊固，使光纖放置在該夾具中間且使纖芯部分處于中間挖空區(qū)，這樣就可以保證纖芯部分不容易折斷，而且可以通過(guò)不斷翻轉(zhuǎn)該夾具--纖芯裝置，使沉積在纖芯上的敏感膜層有比較均勻致密的晶態(tài)組織結(jié)構(gòu)。由于設(shè)計(jì)了改進(jìn)的輔助裝置，其是有機(jī)玻璃板質(zhì)的夾具。該夾具設(shè)有可以容納塑料套管的凹槽，該套管穿套在光纖的包層和纖芯外且固定在支架上，固定在支架上的套管不會(huì)晃動(dòng)或脫落。由于套管的內(nèi)徑比光纖的外徑稍大，可以使光纖不易受到損傷。在真空沉積過(guò)程中，不斷旋轉(zhuǎn)光纖，使所鍍的敏感膜層更加均勻，即可在該纖芯外表面真空沉積有均勻晶態(tài)結(jié)構(gòu)的膜層--被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的敏感膜。
附圖及其實(shí)施例本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅局限于實(shí)施例中。結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明如下

圖1為監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的光纖傳感器的敏感膜放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為真空沉積鍍膜的一種夾具--纖芯輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為真空沉積鍍膜的一種夾具--纖芯輔助裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為真空沉積鍍膜的另一種夾具--纖芯輔助裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為真空沉積鋁敏感膜的掃描電鏡圖譜。
圖6為該光纖傳感器進(jìn)行腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為真空沉積Fe-C合金敏感膜的腐蝕前后光輸出功率的變化圖譜。
圖8為真空沉積鋁敏感膜的腐蝕前后光輸出功率的變化圖譜。
圖9為Fe-C合金膜和921A碳鋼的X-射線衍射圖譜。
圖10為光纖鍍膜試樣與鋁靶材的X-射線衍射圖譜。
圖11為真空蒸鍍機(jī)設(shè)備的真空槽側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為真空蒸鍍機(jī)設(shè)備的真空槽俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13為光纖的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
參見(jiàn)圖1--13，制成的監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器，其是如圖13所示的去除護(hù)套1、涂敷層2和包層3的一段光纖的纖芯4，該光纖傳感器將被監(jiān)測(cè)金屬的呈現(xiàn)規(guī)律性改變的腐蝕光學(xué)信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的傳輸設(shè)備(圖中未畫(huà)出)傳輸至監(jiān)測(cè)儀器(圖中未畫(huà)出)，該儀器顯示并監(jiān)測(cè)腐蝕的發(fā)生和發(fā)展。該技術(shù)方案的關(guān)鍵是在該纖芯4外表面上真空沉積有被監(jiān)測(cè)的金屬材料的敏感膜5，該膜5組織均勻致密地沉積在該纖芯4外表面上，該膜5的兩端分別與包層3的斷面密切結(jié)合，構(gòu)成包層3的相對(duì)兩斷面夾制的、適當(dāng)徑向厚度的、晶態(tài)結(jié)構(gòu)的、被監(jiān)測(cè)金屬材料的敏感膜5。
所述的被監(jiān)測(cè)金屬材料，其為鋼材，或鋁材，或鋅材，或鎳鐵合金，或Fe-C合金。所述的適當(dāng)厚度的被監(jiān)測(cè)金屬材料的敏感膜5，其徑向厚度為0.01--100μm，軸向長(zhǎng)度為10--20mm。
一種監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器的制備方法，其按如下步驟進(jìn)行
(1)取一段市售通訊光纖，切除去該光纖的護(hù)套1和涂敷層2，裸露10，或15，或20mm的包層3；(2)以5--30％的氫氟酸溶液腐蝕該包層3，以去除部分包層3；(3)當(dāng)該氫氟酸溶液腐蝕到纖芯4表面后，采用螺旋測(cè)微儀不斷監(jiān)測(cè)纖芯4的直徑，直到該纖芯4直徑達(dá)到50--60μm為止，其腐蝕時(shí)間在30--180min內(nèi)；(4)采用真空沉積設(shè)備(圖中未畫(huà)出)，將被監(jiān)測(cè)金屬材料真空沉積在包層3的相對(duì)兩斷面之間的纖芯4外表面上，制得由包層3的相對(duì)兩斷面夾制的、被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的均勻晶態(tài)結(jié)構(gòu)的敏感膜5層。
所采用的真空沉積設(shè)備是JEE-4X型真空蒸鍍機(jī)設(shè)備，其中如圖11，圖12所示的、半球形的真空槽15是將裸露的纖芯4外表面真空沉積被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的主要裝置；所述的真空槽15，其內(nèi)設(shè)有加熱爐16和沉積臺(tái)17，該沉積臺(tái)17上還設(shè)有輔助裝置，如圖2、圖3所示其是中間挖空的長(zhǎng)方體夾具6；該夾具6分為上、下兩層，在該兩層中間設(shè)有夾制光纖用的橡膠墊片9，該夾具6的中央?yún)^(qū)域是挖空的；裸露的纖芯處于中央挖空區(qū)10，并有螺栓8夾緊固定住該兩層、纖芯4及其橡膠墊片9，該夾具6外的外部光纖7不進(jìn)行真空沉積；在真空沉積過(guò)程中，不斷翻轉(zhuǎn)該夾具6--纖芯4裝置，即可在該纖芯4外表面真空沉積有均勻晶態(tài)結(jié)構(gòu)的膜層--被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的敏感膜5。
所述的真空槽15內(nèi)的沉積臺(tái)17上，還設(shè)有另一種輔助裝置，其是有機(jī)玻璃板質(zhì)的夾具11；如圖4所示該夾具11的上、下板兩側(cè)對(duì)應(yīng)地挖有凹槽12，該凹槽12可以容納塑料套管13，該套管13穿套在該光纖7的包層3和纖芯4外且固定在支架14上，該夾具11外的外部光纖7不進(jìn)行真空沉積。在沉積過(guò)程中，不斷旋轉(zhuǎn)該夾具11，即可在該纖芯4外表面真空沉積有均勻晶態(tài)結(jié)構(gòu)的膜層--被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的敏感膜5。
真空沉積鋁敏感膜的掃描電鏡圖譜如圖5所示。鋼材在硫酸溶液中模擬腐蝕過(guò)程，鋁材在氫氧化鈉溶液中模擬腐蝕過(guò)程。
腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)如圖6所示。在圖6中將設(shè)有傳感器--敏感膜5的光纖7浸沒(méi)在裝有腐蝕溶液的腐蝕實(shí)驗(yàn)池19中；在該光纖7的一端接有光功率計(jì)20，該功率計(jì)再接通于計(jì)算機(jī)21上；在該光纖7的另-端接有光源18。通過(guò)監(jiān)測(cè)光源18經(jīng)過(guò)傳感器--敏感膜5的輸出光功率的規(guī)律性變化情況，可實(shí)時(shí)地監(jiān)控腐蝕，并相應(yīng)的傳輸設(shè)備傳輸至計(jì)算機(jī)21的監(jiān)測(cè)儀器，即可顯示并監(jiān)測(cè)腐蝕的發(fā)生和發(fā)展。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別表示于圖7和圖8中。圖7和圖8分別證明了本發(fā)明的光纖傳感器制備方法的可行性。圖9和圖10證明了真空沉積技術(shù)在光纖上制備的金屬敏感膜與靶材金屬在微觀結(jié)構(gòu)上有一定的相似性，那么金屬腐蝕行為就會(huì)有相應(yīng)的代表性。
如圖9所示的X-射線衍射圖譜表明921A碳鋼的衍射峰為α-Fe，出峰的晶面分別為(110)、(200)和(211)晶面；真空沉積(PVD)和電鍍沉積的Fe-C合金敏感膜都形成了晶態(tài)組織，而且二者的衍射峰位置與921A碳鋼是一致的，這說(shuō)明實(shí)驗(yàn)制備的Fe-C合金敏感膜與921A碳鋼的主要晶體結(jié)構(gòu)類型基本一致，F(xiàn)e-C合金敏感膜的結(jié)構(gòu)與921A碳鋼的結(jié)構(gòu)非常相近。
如圖10所示的X-射線衍射表明鋁材料的晶面特征峰位于(111)、(200)、(220)、(311)和(222)處。光纖的兩個(gè)平行樣品均出現(xiàn)了與之相應(yīng)的吸收峰，只是強(qiáng)度較低。由此可知鋁在光纖表面基本形成了類似的晶態(tài)結(jié)構(gòu)，只是晶面有部分傾斜造成了強(qiáng)度下降。金屬敏感膜的厚度可以根據(jù)監(jiān)測(cè)需要適當(dāng)增加。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都會(huì)理解，在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)于上述實(shí)施例進(jìn)行修改，添加和替換都是可能的，但其都沒(méi)有超出本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器，其是去除護(hù)套、涂敷層和包層的一段光纖的纖芯，該光纖傳感器將被監(jiān)測(cè)金屬的呈現(xiàn)規(guī)律性改變的腐蝕光學(xué)信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的傳輸設(shè)備傳輸至監(jiān)測(cè)儀器，該儀器顯示并監(jiān)測(cè)腐蝕的發(fā)生和發(fā)展，其特征在于在該纖芯外表面上真空沉積有被監(jiān)測(cè)的金屬材料的敏感膜，該膜組織均勻致密地沉積在該纖芯外表面上，該膜的兩端分別與包層的斷面密切結(jié)合，構(gòu)成包層的相對(duì)兩斷面夾制的、適當(dāng)徑向厚度的、晶態(tài)結(jié)構(gòu)的、被監(jiān)測(cè)金屬材料的敏感膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器，其特征在于所述的被監(jiān)測(cè)金屬材料，其為鋼材，或鋁材，或鋅材，或鎳鐵合金，或Fe-C合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器，其特征在于所述的適當(dāng)厚度的被監(jiān)測(cè)金屬材料的敏感膜，其徑向厚度為0.01——100μm，軸向長(zhǎng)度為10——20mm。
4.一種監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器的制備方法，其特征在于所述的制備方法，按如下步驟進(jìn)行(1)取一段市售通訊光纖，切除去該光纖的護(hù)套和涂敷層，裸露10——20mm的包層；(2)以5——30％的氫氟酸溶液腐蝕該包層，以去除部分包層；(3)當(dāng)該氫氟酸溶液腐蝕到纖芯表面后，采用螺旋測(cè)微儀不斷監(jiān)測(cè)纖芯的直徑，直到該纖芯直徑達(dá)到50——60μm為止，其腐蝕時(shí)間在30——180min內(nèi)；(4)采用真空沉積設(shè)備，將被監(jiān)測(cè)金屬材料真空沉積到包層的相對(duì)兩斷面之間的纖芯外表面上，制得由包層的相對(duì)兩斷面夾制的、被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的均勻晶態(tài)結(jié)構(gòu)的敏感膜層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器的制備方法，其特征在于所采用的真空沉積設(shè)備是JEE-4X型真空蒸鍍機(jī)設(shè)備，其中半球形的真空槽是在裸露的纖芯外表面真空沉積被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的主要裝置；所述的真空槽，還設(shè)有輔助裝置，其是中間挖空的長(zhǎng)方體夾具；該夾具分為上、下兩層，在該兩層中間設(shè)有夾制光纖用的橡膠墊片，該夾具的中央?yún)^(qū)域是挖空的；裸露的纖芯處于中央挖空區(qū)，并有螺栓夾緊固定住該兩層、纖芯及其橡膠墊片；在真空沉積過(guò)程中，不斷翻轉(zhuǎn)該夾具——纖芯裝置，即可在該纖芯外表面真空沉積有均勻晶態(tài)組織結(jié)構(gòu)的膜層——被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的敏感膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器的制備方法，其特征在于所述的真空槽，還設(shè)有輔助裝置，其是有機(jī)玻璃板質(zhì)的夾具；該夾具的上、下板兩側(cè)對(duì)應(yīng)地挖有凹槽，該凹槽可以容納塑料套管，該套管穿套在該光纖的包層和纖芯外且固定在支架上；在沉積過(guò)程中，不斷旋轉(zhuǎn)光纖，即可在該纖芯外表面真空沉積有均勻晶態(tài)結(jié)構(gòu)的膜層——被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)的敏感膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器的制備方法，其特征在于所述的被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)是以鋼為靶材的，其上樣沉積量為1——20mg/次，通電電流為4——400A；上樣前初始真空度為10-4Pa，靶材與光纖距離為5——25cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器的制備方法，其特征在于所述的被監(jiān)測(cè)金屬材質(zhì)是以鋁為靶材的，其上樣沉積量為5——30mg/次，通電電流為3——300A；上樣前初始真空度為10-4Pa，靶材與光纖距離為5——25cm。
全文摘要
本發(fā)明是一種監(jiān)測(cè)金屬腐蝕的沉積膜光纖傳感器及其制備方法，其是一段光纖的纖芯，該傳感器將被監(jiān)測(cè)金屬的呈現(xiàn)規(guī)律性改變的腐蝕光學(xué)信號(hào)，通過(guò)傳輸及監(jiān)測(cè)儀器，顯示并監(jiān)測(cè)腐蝕的發(fā)生和發(fā)展。其是在該纖芯外表面上真空沉積有被監(jiān)測(cè)的金屬材料的敏感膜，該膜組織均勻致密地沉積在該纖芯外表面上，該膜的兩端分別與包層的斷面密切結(jié)合，構(gòu)成包層的相對(duì)兩斷面夾制的、適當(dāng)徑向厚度的、晶態(tài)結(jié)構(gòu)的、被監(jiān)測(cè)金屬材料的敏感膜。該傳感器對(duì)環(huán)境尤其是對(duì)海洋環(huán)境中的金屬結(jié)構(gòu)物的實(shí)時(shí)腐蝕監(jiān)控。其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，高靈敏度，高精度，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性好，可實(shí)現(xiàn)非接觸、非破壞性測(cè)量，實(shí)現(xiàn)高密度檢測(cè)，數(shù)據(jù)高速度傳輸，而且使用簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N21/84GK1598551SQ20041003547
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月29日
發(fā)明者董颯英 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所