一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法与流程

本发明属于海水检测，尤其涉及一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法。

背景技术：

1、海水盐度是海洋信息的一个重要参数，在渔业养殖等方面，盐度的高低与稳定性直接影响水生生物的成活率和发育状况，决定了水体的营养状况和动态分布；在船舶工业、海洋工程等方面，盐度与水体密度分布直接相关，并影响水流状况和水中声传播参数。现有的测量海水盐度的方法有温盐深仪法、微波遥感技术、表面等离子体共振法、盐度敏感材料法、光纤布拉格光栅法等。

2、然而现有技术存在一些问题：申请号201120543880.9公开了一种基于fbg的测量海水盐度的传感器，该传感器中使用了经过腐蚀的布拉格光栅，使传感器的抗机械强度降低，该方案中，光纤的纤维器件抗腐蚀、抗干扰能力差、柔性差，无法满足满足在不同盐度和温度下的海水浸泡腐蚀要求，因此我们提出一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法，具备具有耐海水侵蚀，强柔韧性、高稳定性的优点，解决了光纤的纤维器件抗腐蚀、抗干扰能力差、柔性差，无法满足满足在不同盐度和温度下的海水浸泡腐蚀要求的问题。

2、本发明是这样实现的，一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法，将光子晶体光纤、光纤布拉格光栅组成的海水盐度检测传感光纤作为芯层；

3、利用高弹性纤维对其芯层进行螺旋包覆，使其具有高柔韧性和稳固性；

4、在最外层涂敷耐海水腐蚀涂层，并且保持两端光纤裸露，以便与传感器连通，再连接传感器制备纤维器件；

5、其中，光子晶体光纤设置为单模光纤光子晶体光纤、光纤布拉格光栅设置为单模光纤偏振维持光纤布拉格光栅。

6、作为本发明优选的，所述高弹性纤维按质量份数配比，其包括：45％精梳棉、47％蛹蛋白纤维以及8％莱卡；所述海水腐蚀涂层设置为具有透光性质的聚乙烯涂层。

7、作为本发明优选的，该方法还包括质量检测工序，所述质量检测工序包括以下步骤：

8、s1、传感装置测试；测试极化状态的旋转变化；

9、s2、盐度检测实验；将该纤维器件置于氯化钠溶液中检测光谱变化。

10、作为本发明优选的，s1中所述传感装置测试包括光从宽带光源出口，然后通过偏振分束器获得初始偏振，由偏振控制器调整，自旋偏振到两个轴45角，两个偏振方向的输入功率相等，两个峰值强度的损失相等；再利用具有三个机械回路的pc电源，通过光纤在外力作用下的诱导双折射原理，三个环分别相当于四分之一波板、半波板和四分之一波板，通过旋转四分之一波板和半波板，可以得到极化状态的旋转变化。

11、作为本发明优选的，s2中所述盐度检测实验包括将传感器单元浸没在制备的氯化钠溶液中，并固定在纤维夹上，以保持应变状态；环境温度保持在15℃，并调节氯化钠溶液的浓度，同时聚焦于1550nm-1552nm区域，观察随着溶液盐度浓度的变化，干扰谱红移以及两个共振峰的强度变化。

12、作为本发明优选的，该方法还包括纤膏涂覆工序，所述纤膏涂覆工序为：将芯层从纤膏容器中穿过，使得纤膏涂覆在芯层上，所述纤膏涂覆工序位于利用高弹性纤维对其芯层进行螺旋包覆之前。

13、作为本发明优选的，所述聚乙烯涂层的涂覆过程包括：聚乙烯纤维放线，光纤从光纤线盘上由光纤放线装置放出，同时聚乙烯纤维由放线装置放出并包覆于光纤外部；护套料通过挤塑机挤出并包覆于聚乙烯纤维外部得到光纤半成品；光纤半成品经冷却、吹干、卷绕工艺得到光纤。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

15、1、本发明通过利用单模光纤光子晶体光纤、单模光纤偏振维持光纤布拉格光栅(spnps-pmfbg)组成的海水盐度检测传感光纤作为芯层，在盐度为0-7％的范围内，盐度测量具有良好的线性关系和重复性；

16、2、本发明通过利用高弹性纤维对其芯层进行螺旋包覆，使其具有高柔韧性和稳固性，在最外层涂敷耐海水腐蚀涂层即高透光聚乙烯涂层，并且保持传感器两端光线裸露，以便与传感器连通，使发明的海水盐度检测纤维器件具有耐海水腐蚀、高柔韧性、高稳定性等优异特点。

技术特征：

1.一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法，其特征在于：将光子晶体光纤、光纤布拉格光栅组成的海水盐度检测传感光纤作为芯层；

2.如权利要求1所述的一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法，其特征在于：所述高弹性纤维按质量份数配比，其包括：45％精梳棉、47％蛹蛋白纤维以及8％莱卡；所述海水腐蚀涂层设置为具有透光性质的聚乙烯涂层。

3.如权利要求1所述的一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法，其特征在于：该方法还包括质量检测工序，所述质量检测工序包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法，其特征在于：s1中所述传感装置测试包括光从宽带光源出口，然后通过偏振分束器获得初始偏振，由偏振控制器调整，自旋偏振到两个轴45角，两个偏振方向的输入功率相等，两个峰值强度的损失相等；再利用具有三个机械回路的pc电源，通过光纤在外力作用下的诱导双折射原理，三个环分别相当于四分之一波板、半波板和四分之一波板，通过旋转四分之一波板和半波板，可以得到极化状态的旋转变化。

5.如权利要求3所述的一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法，其特征在于：s2中所述盐度检测实验包括将传感器单元浸没在制备的氯化钠溶液中，并固定在纤维夹上，以保持应变状态；环境温度保持在15℃，并调节氯化钠溶液的浓度，同时聚焦于1550nm-1552nm区域，观察随着溶液盐度浓度的变化，干扰谱红移以及两个共振峰的强度变化。

6.如权利要求1所述的一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法，其特征在于：该方法还包括纤膏涂覆工序，所述纤膏涂覆工序为：将芯层从纤膏容器中穿过，使得纤膏涂覆在芯层上，所述纤膏涂覆工序位于利用高弹性纤维对其芯层进行螺旋包覆之前。

7.如权利要求2所述的一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法，其特征在于：所述聚乙烯涂层的涂覆过程包括：聚乙烯纤维放线，光纤从光纤线盘上由光纤放线装置放出，同时聚乙烯纤维由放线装置放出并包覆于光纤外部；护套料通过挤塑机挤出并包覆于聚乙烯纤维外部得到光纤半成品；光纤半成品经冷却、吹干、卷绕工艺得到光纤。

技术总结
本发明公开了一种用于海水盐度监测的纤维器件制造方法，将光子晶体光纤、光纤布拉格光栅组成的海水盐度检测传感光纤作为芯层；利用高弹性纤维对其芯层进行螺旋包覆，使其具有高柔韧性和稳固性；在最外层涂敷耐海水腐蚀涂层，并且保持两端光纤裸露，以便与传感器连通，再连接传感器制备纤维器件；其中，光子晶体光纤设置为单模光纤光子晶体光纤、光纤布拉格光栅设置为单模光纤偏振维持光纤布拉格光栅。本发明利用高弹性纤维对其芯层进行螺旋包覆，使其具有高柔韧性和稳固性，在最外层涂敷耐海水腐蚀涂层即高透光聚乙烯涂层，使发明的海水盐度检测纤维器件具有耐海水腐蚀、高柔韧性、高稳定性等优异特点。

技术研发人员：任立超,陈鹏,史宝会,郭洪娥
受保护的技术使用者：山东金冠网具有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15