一种用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置

本发明涉及谐振陀螺的精密制造，更具体地说，涉及一种用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置。

背景技术：

1、半球谐振陀螺是一种新型惯性级固体波动陀螺，高性能、高精度、高稳定性的谐振陀螺需要高品质因数的谐振子，高品质因数谐振子一般采用熔融石英玻璃材料制造而成，而在加工制造出高品质因数谐振子的过程中，有一个不同于普通机械零件加工的重要工序环节，即化学刻蚀。

2、谐振子在经过机械加工后，其表面不可能避免地存在着一定的表面损耗，表面损耗是由于在谐振子机械加工、磨削、抛光过程中，由于加工设备及其及加工技术的精度不够再加上石英材料本身具有硬脆性等原因，使得谐振子表面出现的机械损伤及微裂纹，从而降低了谐振子的品质因数。化学刻蚀通过对加工完成的谐振子进行二次“抛光”，有利于减小谐振子的表面损耗，提高谐振子的品质因数。

3、对谐振子的化学刻蚀而言，化学刻蚀液体的浓度、温度及其一致性，都是影响谐振子化学刻蚀效果，提升谐振子品质因素的关键因素。目前，化学刻蚀液体的配置过程中主要存在以下问题：一、配置溶液时，将各个成分按固定比例进行混合，需要操作人员进行手动搅拌，均匀性难以把握并且需要长时间搅拌，刻蚀液体具有一定的腐蚀性，不利于人体健康；二、配比后的刻蚀液体通常不间断使用，长时间静止后的刻蚀液体存在分层的现象，不利于保证谐振子的化学刻蚀效果；三、现有装置缺乏温控模块，难以实现对刻蚀液体温度的精确控制。

4、综上所述，如何配置好浓度和温度均匀的化学刻蚀溶液，以提升谐振子的化学刻蚀效果和品质因数，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，该装置不仅可以用在化学刻蚀前，还可以用在化学刻蚀过程中，保证了配置溶液浓度和温度的均匀性，可以大幅度提高谐振子的化学刻蚀效果和品质因数。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，包括：

4、基体，为中空的长方体件且上端设有开口，所述基体用于存放刻蚀液体；

5、搅拌扇叶，设于所述基体内的底部并用于搅拌所述刻蚀液体；

6、驱动装置，设于所述基体并连接于所述搅拌扇叶；

7、加热模块，设于所述基体内的底部，所述加热模块用于加热所述刻蚀液体。

8、优选地，所述驱动装置包括伺服电机、联轴器、主传动轴、锥齿轮与次传动轴，所述伺服电机的输出端通过所述联轴器连接于所述主传动轴，所述主传动轴背离所述伺服电机的一端设有所述锥齿轮，所述次传动轴的两端均设有所述锥齿轮，所述搅拌扇叶的下端设有所述锥齿轮，所述主传动轴、所述次传动轴与所述搅拌扇叶通过所述锥齿轮进行连接。

9、优选地，所述伺服电机通过电机座设置于所述基体，所述基体的内壁设置有两个传动轴支座，所述主传动轴穿过两个所述传动轴支座设置，所述基体的底部设有两个所述传动轴支座，所述次传动轴穿过两个所述基体底部的所述传动轴支座设置。

10、优选地，所述伺服电机包括角速度传感器，所述角速度传感器用于检测所述伺服电机的输出端的转速，所述角速度传感器连接于控制系统，所述控制系统用于控制所述伺服电机的输出功率。

11、优选地，所述电机座上设有温度传感模块，所述温度传感模块用于检测所述刻蚀液体的温度，所述温度传感模块连接于所述控制系统，所述控制系统连接于所述加热模块并用于控制所述加热模块的输出功率。

12、优选地，所述基体内设有隔离网，所述隔离网设有两个并相互垂直设置。

13、优选地，所述加热模块包括电加热管与供电装置，所述电加热管为u型件，所述电加热管与所述供电装置电连接。

14、优选地，所述电加热管的外周设有聚四氟乙烯保护层。

15、优选地，所述搅拌扇叶通过扇叶支座连接于所述基体的底面，所述加热模块设于所述基体的底面与所述搅拌扇叶之间。

16、本发明提供的一种用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，该装置的基体为中空件且基体内存放有刻蚀液体，基体的底部还设置有搅拌扇叶与加热模块，搅拌扇叶与驱动装置连接，通过控制驱动装置能够控制搅拌扇叶的开闭，搅拌扇叶开启状态下，仅需要操作人员按照指定计量将不同的溶液倒入基体内，搅拌扇叶自动完成溶液的混合与充分搅拌，无需操作人员手动搅拌刻蚀液体，能够降低操作人员的工作量，并防止操作人员受到化学品影响；

17、基体的底部还设置有加热模块，加热模块能够对基体内的刻蚀液体进行加热，以保证刻蚀液体始终处于谐振子刻蚀的最佳温度，对于加热模块与搅拌扇叶，加热模块加热过程中位于底部的刻蚀液体温度先升高，密度变低从而上浮，位于基体内上部的刻蚀液体温度相对较低，密度相对较大从而下沉，搅拌扇叶能够加速基体内刻蚀液体的流动，以保证基体内的刻蚀液体温度均匀，从而提高谐振子刻蚀后的品质因数。

技术特征：

1.一种用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，其特征在于，所述驱动装置包括伺服电机(4)、联轴器(5)、主传动轴(6)、锥齿轮(7)与次传动轴(8)，所述伺服电机(4)的输出端通过所述联轴器(5)连接于所述主传动轴(6)，所述主传动轴(6)背离所述伺服电机(4)的一端设有所述锥齿轮(7)，所述次传动轴(8)的两端均设有所述锥齿轮(7)，所述搅拌扇叶(2)的下端设有所述锥齿轮(7)，所述主传动轴(6)、所述次传动轴(8)与所述搅拌扇叶(2)通过所述锥齿轮(7)进行连接。

3.根据权利要求2所述的用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，其特征在于，所述伺服电机(4)通过电机座(9)设置于所述基体(1)，所述基体(1)的内壁设置有两个传动轴支座(10)，所述主传动轴(6)穿过两个所述传动轴支座(10)设置，所述基体(1)的底部设有两个所述传动轴支座(10)，所述次传动轴(8)穿过两个所述基体(1)底部的所述传动轴支座(10)设置。

4.根据权利要求3所述的用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，其特征在于，所述伺服电机(4)包括角速度传感器，所述角速度传感器用于检测所述伺服电机(4)的输出端的转速，所述角速度传感器连接于控制系统，所述控制系统用于控制所述伺服电机(4)的输出功率。

5.根据权利要求4所述的用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，其特征在于，所述电机座(9)上设有温度传感模块，所述温度传感模块用于检测所述刻蚀液体的温度，所述温度传感模块连接于所述控制系统，所述控制系统连接于所述加热模块(3)并用于控制所述加热模块(3)的输出功率。

6.根据权利要求1所述的用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，其特征在于，所述基体(1)内设有隔离网(11)，所述隔离网(11)设有两个并相互垂直设置。

7.根据权利要求1所述的用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，其特征在于，所述加热模块(3)包括电加热管与供电装置，所述电加热管为u型件，所述电加热管与所述供电装置电连接。

8.根据权利要求7所述的用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，其特征在于，所述电加热管的外周设有聚四氟乙烯保护层。

9.根据权利要求1至8任一项所述的用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，其特征在于，所述搅拌扇叶(2)通过扇叶支座(12)连接于所述基体(1)的底面，所述加热模块(3)设于所述基体(1)的底面与所述搅拌扇叶(2)之间。

技术总结
本发明公开了一种用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，包括：基体，为中空的长方体件且上端设有开口，基体用于存放刻蚀液体；搅拌扇叶，设于基体内的底部并用于搅拌刻蚀液体；驱动装置，设于基体并连接于搅拌扇叶；加热模块，设于基体内的底部，加热模块用于加热刻蚀液体。本申请提供的一种用于化学刻蚀液体搅拌与温控的装置，通过基体内部设置的搅拌扇叶与加热模块配合，能够保证刻蚀过程中，基体内各位置处的刻蚀液体具有相同的温度和浓度，该装置不仅可以用在化学刻蚀前，还可以用在化学刻蚀过程中，保证了配置溶液浓度和温度的均匀性，对提升化学刻蚀效果具有重要意义。

技术研发人员：吴伟,曾黎斌,夏涛,潘瑶,贾永雷,杨开勇,罗晖
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8