[發明專利]適用于高溫的光纖智能螺栓及其制備方法

有效

• 申請號: 202010421567.1
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111649047B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 司金海;陳濤;牛震;侯洵
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F16B35/02
• 分類號: F16B35/02;F16B41/00;G02B6/02;G02B6/255;G02B6/245;G01L5/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

1.一種適用于高溫的光纖智能螺栓，其特征在于，包括耐高溫光纖光柵(1)、金屬化封裝(2)、光纖(3)、金屬涂覆層光纖(4)、耐高溫膠(5)、螺栓本體(6)和金屬管(7)；

所述光纖(3)下部去除涂覆層部分的光纖內刻寫有耐高溫光纖光柵(1)，所述耐高溫光纖光柵(1)外側設置有金屬化封裝(2)，金屬化封裝(2)外側設置外螺紋，螺栓本體(6)上設置有盲孔，盲孔下部設置有與外螺紋配合的內螺紋，光纖(3)上部預留的尾纖與金屬涂覆層光纖(4)熔接，尾纖與金屬涂覆層光纖(4)的熔接點采用與盲孔孔徑匹配的金屬管(7)封裝，且金屬涂覆層光纖(4)與金屬管(7)之間填充有耐高溫膠(5)；

所述金屬化封裝(2)采用的加固金屬為鎳、鋅、銅或金；

所述金屬涂覆層光纖(4)為銅涂覆層光纖或金涂覆層光纖。

2.根據權利要求1所述的一種適用于高溫的光纖智能螺栓，其特征在于，所述耐高溫光纖光柵(1)是利用超短飛秒脈沖激光器刻寫的Type I型、Type II型，或是利用長脈沖激光器刻寫的再生光柵，所述的再生光柵包括Type IIA型和熱再生兩種。

3.根據權利要求1所述的一種適用于高溫的光纖智能螺栓，其特征在于，所述金屬管(7)為鎳管或304不銹鋼管。

4.一種權利要求1所述的適用于高溫的光纖智能螺栓的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：利用激光在光纖(3)去除涂覆層部分的光纖內刻寫耐高溫光纖光柵(1)；

步驟二：將耐高溫光纖光柵(1)的光柵區兩側剝去需要長度的涂覆層，并將該剝去涂覆層后的區域清洗干凈，待該區域烘干后，對該區域進行化學鍍，生成均勻致密的金屬薄層以便電鍍；

步驟三：將生成金屬薄層的區域拉直并充分浸泡在電鍍反應池中，持續電鍍增厚至所需厚度，形成光纖光柵的金屬化封裝(2)，將金屬化封裝車出外螺紋，最后與螺栓本體(6)組裝旋緊至底部；

步驟四：將耐高溫光纖光柵(1)預留尾纖與金屬涂覆層光纖(4)熔接，并用金屬管(7)套住熔接點，使用耐高溫膠(5)將金屬涂覆層光纖(4)與金屬管(7)中空隙填充；

步驟五：將光纖智能螺栓先在250℃保持12小時以上進行去氫脆，再在600℃溫度下保持6小時，之后控制降溫速度，每40min降溫100℃進行熱退火；

步驟六：退火至室溫后，采集溫度-波長關系依賴曲線，標定不同溫度下的標準波長。