[發(fā)明專利]一種微型膜片式光纖端部FP壓力傳感器、制作方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910880584.9
• 申請(qǐng)日: 2019-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN110487454B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 荊振國(guó);彭偉;劉悅瑩;劉強(qiáng);李昂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B6/255
• 分類號(hào): G02B6/255;G01L1/24;G01L11/02
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠(yuǎn)

1.一種微型膜片式光纖端部FP壓力傳感器的制作方法，其特征在于，步驟如下：

(1)配制鍵合溶液：第一種，摩爾比為1:500氫氧化鈉或氫氧化鉀與水混合；第二種，質(zhì)量百分比濃度為1％～7％硅酸鈉水溶液；混合搖勻，再利用孔徑小于0.2μm的微孔過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，即得鍵合溶液；

(2)取光纖(1)，剝?nèi)ネ扛矊樱镁凭潦?，?jīng)光纖切割刀對(duì)光纖(1)端面切割；取空芯光纖(4)，用光纖切割刀切平空芯光纖(4)的端面；

(3)將光纖(1)的端面與空芯光纖(4)端面對(duì)準(zhǔn)放入光纖熔接機(jī)內(nèi)，進(jìn)行放電熔接，放電強(qiáng)度30～50bit，放電時(shí)間1000～1500ms，得到光纖-空芯光纖結(jié)構(gòu)；

(4)將光纖-空芯光纖結(jié)構(gòu)依次經(jīng)過(guò)甲醇和丙酮浸泡，取出用去離子水沖洗；

(5)制備壓力敏感膜片(3)，該壓力敏感膜片(3)與光纖(1)等直徑；利用負(fù)壓裝置，吸取單個(gè)壓力敏感膜片(3)，放置于潔凈塑料基片上，利用乙醇輕微沖洗，以達(dá)到待鍵合表面絕對(duì)潔凈的目的；

(6)將鍵合溶液滴在經(jīng)親水化處理過(guò)的載玻片上，使其均勻分布；利用步驟(4)處理后的光纖-空芯光纖結(jié)構(gòu)的空芯光纖(4)端蘸取載玻片上的鍵合溶液，使用夾具將光纖-空芯光纖結(jié)構(gòu)與壓力敏感膜片(3)對(duì)準(zhǔn)，鍵合，排出氣泡，并在常溫下靜置，以待鍵合溶液初步固化；

(7)待鍵合溶液初步固化后，再在室溫下靜置數(shù)十天，使鍵合溶液完全固化；

所述的微型膜片式光纖端部FP壓力傳感器包括光纖(1)、空芯光纖(4)和壓力敏感膜片(3)，光纖(1)和空芯光纖(4)等直徑，二者通過(guò)電弧熔接；利用氫氧催化鍵合的方法將壓力敏感膜片(3)鍵合在空芯光纖(4)的端面；

空芯光纖(4)的內(nèi)徑為30～100μm，長(zhǎng)度為10～1000μm；

壓力敏感膜片(3)的厚度為0.1～100μm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型膜片式光纖端部FP壓力傳感器的制作方法，其特征在于，所述的壓力敏感膜片(3)材質(zhì)為二氧化硅、硅或藍(lán)寶石。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型膜片式光纖端部FP壓力傳感器的制作方法，其特征在于，所述的空芯光纖(4)為經(jīng)腐蝕除去纖芯的多模光纖。

4.一種微型膜片式光纖端部FP壓力傳感器的應(yīng)用，其特征在于，所述的微型膜片式光纖端部FP壓力傳感器是由權(quán)利要求1的制作方法制得的，該微型膜片式光纖端部FP壓力傳感器同時(shí)對(duì)靜態(tài)壓力和動(dòng)態(tài)壓力進(jìn)行探測(cè)，包括氣壓、液壓、聲壓。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微型膜片式光纖端部FP壓力傳感器的應(yīng)用，其特征在于，微型膜片式光纖端部FP壓力傳感器用作生物體壓傳感器、油井壓力傳感器、橋梁大壩滲壓傳感器、光纖麥克風(fēng)、水聽器以及多種聲壓傳感器。