可調節(jié)鍍層長度的光纖光柵階梯電鍍裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖傳感領域，具體涉及一種可實現(xiàn)調節(jié)鍍層長度的光纖光柵階梯電鍍裝置。
【背景技術】
[0002]自1989年美國的Morey等人首次進行光纖光柵的應變與溫度傳感器研宄以來，世界各國都對其十分關注并開展了廣泛的應用研宄。光纖光柵傳感器的傳感信號為波長調制、復用能力強，在短短的十多年時間里己成為傳感領域發(fā)展最快的技術之一，在地球動力學、航天器、電力工業(yè)等領域中有著廣泛的應用。同時，由于光纖光柵是紫外光在去掉涂覆層的單模石英光纖上寫入，質地脆容易折斷，石英光纖的化學性質雖然比較穩(wěn)定，但其抗酸能力和抗堿能力都較差，在實際應用中，為了便于安裝和抵抗惡劣的環(huán)境，因此也必須尋找有效的封裝方式，對光纖光柵進行保護。光纖光柵對于溫度和應力參數是交叉敏感的，對精確測量帶來誤差。另一方面，預先設計的雙峰反射特性可以獲知雙峰的應力和溫度靈敏度，可實現(xiàn)單支光纖光柵同時測量溫度和應力參數，解決交叉敏感問題。光纖光柵階梯電鍍可實現(xiàn)單支光纖光柵呈現(xiàn)穩(wěn)定的雙反射峰或多反射峰，對擴展光纖光柵傳感器應用領域具有實際意義。
[0003]本發(fā)明提供的可調節(jié)鍍層長度的光纖光柵階梯電鍍裝置，通過螺旋導向結構對光纖光柵進行可調節(jié)長度且階梯界線明顯的電鍍，不僅可以方便地實現(xiàn)對光纖光柵進行階梯電鍍層保護，還可以準確控制每一階梯電鍍層長度，為研宄單支光纖光柵穩(wěn)定雙反射峰或多反射峰的傳感特性提供技術基礎，加快光纖光柵工程實用化。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供一種可調節(jié)鍍層長度的光纖光柵階梯電鍍層裝置，形成可調可控鍍層長度的二層或多層階梯電鍍光纖光柵傳感器。
[0005]本發(fā)明采用下列技術方案來實現(xiàn)，一種可調節(jié)鍍層長度的光纖光柵階梯電鍍裝置，包括恒電流儀、螺旋導向柱、蓋板、燒杯、電鍍陽極，蓋板蓋在燒杯上，螺旋導向柱穿過蓋板伸入燒杯內，其特征在于，所述螺旋導向柱包括導向柱滾花旋頭、導向柱外螺紋結構、導向柱半圓柱結構及導向柱中心光纖孔，光纖穿過導向柱中心光纖孔并伸出所需長度，用膠帶將光纖固定在導向柱半圓柱結構上，所述燒杯中盛裝電鍍液，電鍍陽極浸入電鍍液中，恒電流儀連接光纖和電鍍陽極構成電鍍電路。
[0006]作為優(yōu)選，所述蓋板和燒杯的邊緣處均設有定位銷孔，通過定位銷釘固定蓋板與燒杯的相對位置。
[0007]作為優(yōu)選方案，所述蓋板的軸向中心開有與螺旋導向柱相配的蓋板內螺紋孔結構。
[0008]作為優(yōu)選，蓋板中部開有電鍍陽極放置孔，電鍍陽極穿過電鍍陽極放置孔放入燒杯內。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點是:(I)通過螺旋導向柱較好的保證光纖電極與液面的垂直度，從而保證兩階梯電鍍層有較好的過渡面；(2)整個結構的剛性較好，電鍍過程中光纖電極的位置得到較好的固定。(3)可以較快地實現(xiàn)多層階梯電鍍層，僅需要旋動螺旋導向柱就可以調整光纖電鍍長度，且每段長度可以通過旋轉圈數調整，旋轉一圈上升3.5mm，方便快捷。
(4)由于采用蓋板，液面環(huán)境因素干擾較小，有利于得到較好的階梯電鍍層。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的工作示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的裝配圖。
[0012]圖3是本發(fā)明所述螺旋導向柱的主視圖及圖4是本發(fā)明所述螺旋導向柱的局部剖視圖。
[0013]圖5是本發(fā)明所述蓋板的主視圖。
[0014]圖6是本發(fā)明所述蓋板的俯視圖。
[0015]圖7是本發(fā)明所述定位銷釘的主視圖。
[0016]圖8是本發(fā)明所述定位銷釘的左視圖。
[0017]圖9是本發(fā)明所述燒杯的主視圖。
[0018]圖10是本發(fā)明所述燒杯的俯視圖。
[0019]在圖中，1.恒電流儀；2.螺旋導向柱；21.導向柱滾花旋頭；22.導向柱外螺紋結構；23.導向柱半圓柱結構；24.導向柱中心光纖孔；3.蓋板；31.定位銷孔；32.蓋板內螺紋孔結構；33.電鍍陽極放置孔；4.定位銷釘；5.燒杯；51.定位銷孔；6.電鍍陽極；7.膠帶;8.光纖;9.電鍍液。
【具體實施方式】
[0020]為了便于理解，下面結合附圖和優(yōu)選實施例進一步闡明本發(fā)明。
[0021]如圖1、2、3和4所示，一種可調節(jié)鍍層長度的光纖光柵階梯電鍍裝置，包括恒電流儀1、螺旋導向柱2、蓋板3、燒杯5、電鍍陽極6，蓋板3蓋在燒杯5上，螺旋導向柱2穿過蓋板3伸入燒杯5內，所述螺旋導向柱2包括導向柱滾花旋頭21、導向柱外螺紋結構22、導向柱半圓柱結構23及導向柱中心光纖孔24，光纖穿過導向柱中心光纖孔并伸出所需長度，用膠帶7將光纖8固定在導向柱半圓柱結構23上，所述燒杯中盛裝電鍍液9，燒杯中化學鍍液高度根據實際需要適當調整，電鍍陽極6浸入電鍍液9中，恒電流儀I連接光纖8和電鍍陽極6構成電鍍電路。
[0022]如圖5和圖6所示，所述蓋板3的軸向中心開有與螺旋導向柱2相配的蓋板內螺紋孔結構32。蓋板3靠近邊緣處沿軸向中心對稱分布兩個定位銷孔31，兩銷孔間距為L6，銷孔直徑為D6。蓋板3中部開有電鍍陽極放置孔33，其直徑為D7。蓋板大外徑為D4，總高度為H2。
[0023]如圖9和圖10所示，所述燒杯5的外凸緣部分設有與蓋板銷孔相對應的定位銷孔51，兩定位銷孔直徑為D12，兩定位銷孔間的距離為L9，燒杯凸緣直徑為D10，燒杯內壁直徑為D11，厚度為H3，整個燒杯高度為H4。
[0024]蓋板3的定位銷孔31與燒杯5的定位銷孔51相對應，插入定位銷孔4而使蓋板3固定在燒杯5上，電鍍陽極6穿過電鍍陽極放置孔33放入燒杯內。
[0025]進一步，將螺旋導向柱2對準蓋板內螺紋孔結構，輕輕旋動導向螺旋柱2并使其末端接近液面(由于導向螺旋柱2為金屬，不能接觸到電解液，故需要留有不少于5_安全距離)。
[0026]如圖3和圖4所示，所述螺旋導向柱2的結構為:沿軸線方向開有導向柱中心光纖孔24，其直徑D3略大于待處理光纖直徑d，從而便于光纖插入。螺旋導向柱2上端設有導向柱滾花旋頭21，增大摩擦防止旋動時打滑，其直徑為D1，長度為LI，滾花標注為:網紋m0.5 GB/T6403.3-1986。螺旋導向柱2中部設有導向柱外螺紋結構22，取其長度L2=65mm，螺紋代號M30X3.5，即該結構外徑為30mm，螺距為3.5mm (螺旋導向柱2旋轉一圈可上升或下降3.5_)，通過控制螺旋導向柱2的旋轉圈數便可以獲得確定長度的金屬鍍層。螺旋導向柱2尾部沿軸向進行對半切割處理，留有導向柱半圓柱結構23，以便膠帶7牢固的將光纖固定在導向柱半圓柱結構23上，該結構半徑為Rl,長度為L3。
[0027]如圖7和圖8所示，所述定位銷釘4的設計:其定位部分長度為L7，直徑為D8，頭部直徑為D9，長度為L8，保證定位銷釘4與蓋板3及燒杯5上的定位銷孔31及51為間隙配合。
[0028]使用本發(fā)明電鍍光纖的步驟如下:
(1)光纖預處理:去油一敏化5分鐘一清洗3分鐘一活化15分鐘一清洗3分鐘；
(2)往燒杯5中注入合適高度電鍍液(具體高度由需要階梯電鍍的層數及長度適當調整)。將蓋板3放在燒杯5上，將兩個定位銷釘4插入蓋板3及燒杯5中的定位銷孔進行定位。
[0029](3)將電鍍陽極6浸入電鍍液，連接好電鍍電路。
[0030](4)將光纖8穿入導向柱中心光纖孔24，光纖8用膠帶固定在導向螺旋柱2尾端的導向柱半圓柱結構23上。以光纖8作為光線電極，恒電流儀I連接光線電極和電鍍陽極6構成電鍍電路。
[0031](5)旋動螺旋導向柱2使其末端接近液面(由于螺旋導向柱為金屬，不能接觸到電鍍液，故需要留有不少于5_安全距離)。
[0032](6)打開電源開關進行電鍍，待電鍍完一層金屬后，關閉電源，旋動螺旋導向柱2使其向上運動，該螺紋螺距為3.5mm，即旋轉一圈導向柱上升3.5mm，根據實際需要，旋轉適當圈數后可開始電鍍第二層金屬。
[0033](7)重復步驟6，完成金屬階梯電鍍。
[0034]通過螺旋導向結構可實現(xiàn)光纖光柵形成可調節(jié)長度且階梯界線明顯的鍍層，使單支光纖光柵呈現(xiàn)穩(wěn)定的雙反射峰或多反射峰；蓋板3可以減少燒杯中電鍍液的揮發(fā)，并且可以保證與螺旋導向柱2的垂直度要求；定位銷釘4可以固定蓋板3與燒杯5的相對位置，從而避免使用螺旋導向柱2調節(jié)鍍層高度時蓋板與燒杯之間的相對位置發(fā)生錯動。
【主權項】
1.一種可調節(jié)鍍層長度的光纖光柵階梯電鍍裝置，包括恒電流儀、螺旋導向柱、蓋板、燒杯、電鍍陽極，蓋板蓋在燒杯上，螺旋導向柱穿過蓋板伸入燒杯內，其特征在于，所述螺旋導向柱包括導向柱滾花旋頭、導向柱外螺紋結構、導向柱半圓柱結構及導向柱中心光纖孔，光纖穿過導向柱中心光纖孔并伸出所需長度，用膠帶將光纖固定在導向柱半圓柱結構上，所述燒杯中盛裝電鍍液，電鍍陽極浸入電鍍液中，恒電流儀連接光纖和電鍍陽極構成電鍍電路。
2.根據權利要求1所述的可調節(jié)鍍層長度的光纖光柵階梯電鍍裝置，其特征在于，所述蓋板和燒杯的邊緣處均設有定位銷孔，通過定位銷釘固定蓋板與燒杯的相對位置。
3.根據權利要求1所述的可調節(jié)鍍層長度的光纖光柵階梯電鍍裝置，其特征在于，所述蓋板的軸向中心開有與螺旋導向柱相配的蓋板內螺紋孔結構。
4.根據權利要求1所述的可調節(jié)鍍層長度的光纖光柵階梯電鍍裝置，其特征在于，作為優(yōu)選，蓋板中部開有電鍍陽極放置孔，電鍍陽極穿過電鍍陽極放置孔放入燒杯內。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可調節(jié)鍍層長度的光纖光柵階梯電鍍裝置，包括恒電流儀、螺旋導向柱、蓋板、燒杯、電鍍陽極，蓋板蓋在燒杯上，螺旋導向柱穿過蓋板伸入燒杯內，電鍍陽極浸入電鍍液中，恒電流儀連接光纖和電鍍陽極構成電鍍電路。通過螺旋導向結構可實現(xiàn)光纖光柵形成可調節(jié)長度且階梯界線明顯的鍍層，使單支光纖光柵呈現(xiàn)穩(wěn)定的雙反射峰或多反射峰；蓋板可以減少燒杯中電鍍液的揮發(fā)，并且可以保證與螺旋導向柱的垂直度要求；定位銷釘可以固定蓋板與燒杯的相對位置，從而避免使用螺旋導向柱調節(jié)鍍層高度時蓋板與燒杯之間的相對位置發(fā)生錯動。
【IPC分類】C25D5-16, C25D7-06, C25D17-00
【公開號】CN104805482
【申請?zhí)枴緾N201510167456
【發(fā)明人】馮艷, 詹如平, 張勁, 張華
【申請人】南昌大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月10日