一种微纳光纤多功能传感器及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种微纳光纤多功能传感器及其制备方法和应用，属于多功能传感器技术领域。本发明专利技术提供了一种微纳光纤多功能传感器的制备方法，包括以下步骤：将聚二甲基硅氧烷涂覆在微纳光纤表面后固化，得到所述微纳光纤多功能传感器。本发明专利技术采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)封装的形式，使得微纳光纤多功能传感器的可靠性增强，且提高了微纳光纤多功能传感器的使用寿命，同时提高了机械性能，更符合实际应用中的需求。本发明专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制得的微纳光纤多功能传感器，本发明专利技术提供的微纳光纤多功能传感器结构为简单，测试精度高，不需要额外的敏感膜层。不需要额外的敏感膜层。不需要额外的敏感膜层。

【技术实现步骤摘要】
一种微纳光纤多功能传感器及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及多功能传感器
，尤其涉及一种微纳光纤多功能传感器及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]从上世纪七十年代以来，光纤传感技术经历了四十余年的发展，以其抗电磁干扰能力强、耐腐蚀、耐高温等特点，引起了各界专家广泛地关注。光纤传感技术依靠其特殊的物理特性，可以解决常规检测技术难以完全胜任的测量问题，在医学、生物、电力工业、化学、环境、军事和智能结构等领域得到了迅速地发展。
[0003]近年来，随着对微型化、集成化传感器件的需求增多，以微纳光纤为基础的光纤传感器备受关注。微纳光纤传感器具有高灵敏度、响应迅速、体积小、倏逝场大等突出优点，在光纤传感领域具有广阔的应用前景。然而，现有技术中微纳光纤传感器存在可靠性差的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种微纳光纤多功能传感器及其制备方法和应用。本专利技术制得的微纳光纤多功能传感器可靠性好。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种微纳光纤多功能传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将聚二甲基硅氧烷涂覆在微纳光纤表面后固化，得到所述微纳光纤多功能传感器。
[0008]优选地，所述微纳光纤的直径为0.5～7μm，长度为3cm时，所述聚二甲基硅氧烷的用量为0.5～3mL。
[0009]优选地，所述固化的温度为50～100℃，时间为10～60分钟。
[0010]优选地，所述微纳光纤采用改进型火焰扫描法制得。
[0011]优选地，所述改进型火焰扫描法的参数包括：加热温度为1200～1400℃，火焰扫描速度为1～4mm/s，光纤拉伸速度为0.1～0.4mm/s。
[0012]优选地，所述聚二甲基硅氧烷由环氧树脂结构胶与丙烯酸酯固化剂混合制得，所述环氧树脂结构胶与丙烯酸酯固化剂的体积比为8～10:1。
[0013]优选地，所述丙烯酸酯固化剂包括甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和α
‑
氰基丙烯酸酯中的一种或多种。
[0014]优选地，所述聚二甲基硅氧烷在使用前还包括抽除空气的步骤，所述抽除空气的压强为0.1～100Pa，时间为5～15分钟。
[0015]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制得的微纳光纤多功能传感器。
[0016]本专利技术还提供了上述技术方案所述的微纳光纤多功能传感器在温度和应力检测领域中的应用。
[0017]本专利技术提供了一种微纳光纤多功能传感器的制备方法，包括以下步骤：将聚二甲基硅氧烷涂覆在微纳光纤表面后固化，得到所述微纳光纤多功能传感器。本专利技术采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)封装的形式，使得微纳光纤多功能传感器的可靠性增强，且提高了微纳光纤多功能传感器的使用寿命，同时提高了机械性能，更符合实际应用中的需求。
[0018]且本专利技术制备过程简单，成本低，实验过程绿色环保。
[0019]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制得的微纳光纤多功能传感器，本专利技术提供的微纳光纤多功能传感器结构为简单，测试精度高，不需要额外的敏感膜层。本专利技术采用有机聚合物PDMS作为柔性封装，所制备的微纳光纤传感器具有良好的物理机械性；本专利技术基于PDMS柔性封装制备的微纳光纤多功能传感器，对微小应力和温度变化具有良好的响应性能和重复可靠性，能够仅通过同一个传感器结构，实现多种环境参数的测量。
附图说明
[0020]图1为实施例1中10次连续弯曲和恢复测试曲线；
[0021]图2为实施例1重复性多功能测试；
[0022]图3为实施例1连续温度测试曲线。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种微纳光纤多功能传感器的制备方法，包括以下步骤：
[0024]将聚二甲基硅氧烷涂覆在微纳光纤表面后固化，得到所述微纳光纤多功能传感器。
[0025]在本专利技术中，所述微纳光纤的直径优选为0.5～7μm，长度优选为3cm时，所述聚二甲基硅氧烷的用量优选为0.5～3mL，更优选为2mL。
[0026]在本专利技术中，所述固化的温度优选为50～100℃，时间优选为10～60分钟。
[0027]在本专利技术中，所述微纳光纤优选采用改进型火焰扫描法制得。
[0028]在本专利技术中，所述改进型火焰扫描法的参数优选包括：加热温度为1200～1400℃，火焰扫描速度为1～4mm/s，光纤拉伸速度为0.1～0.4mm/s。
[0029]在本专利技术中，所述聚二甲基硅氧烷优选由环氧树脂结构胶与丙烯酸酯固化剂混合制得，所述环氧树脂结构胶与丙烯酸酯固化剂的体积比优选为8～10:1，更优选为9:1。
[0030]在本专利技术中，所述丙烯酸酯固化剂优选包括甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯和α
‑
氰基丙烯酸酯中的一种或多种。本专利技术优选将所述环氧树脂结构胶与丙烯酸酯固化剂混合于烧杯中，然后搅拌5～15分钟。
[0031]在本专利技术中，所述聚二甲基硅氧烷优选在使用前还包括抽除空气的步骤，所述抽除空气的压强优选为0.1～100Pa，时间优选为5～15分钟。在本专利技术中，所述抽除空气优选在真空腔室中进行。
[0032]在本专利技术中，所述微纳光纤优选置于第一衬底上，再涂覆所述聚二甲基硅氧烷。
[0033]在本专利技术中，所述第一衬底的材质优选为PET、PET/PDMS、PMMA，硅片或石英玻璃。
[0034]本专利技术对所述涂覆的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
[0035]所述涂覆完成后，本专利技术优选将第二衬底覆盖于所得样品上，然后加热固化，最后
分别剥去所述第一衬底和第二衬底，得到所述微纳光纤多功能传感器。
[0036]在本专利技术中，所述第二衬底的材质优选为PET、PET/PDMS、PMMA，硅片或石英玻璃。
[0037]本专利技术对所述剥去所述第一衬底和第二衬底的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
[0038]本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制得的微纳光纤多功能传感器。在本专利技术中，所述微纳光纤多功能传感器包括聚二甲基硅氧烷和微纳光纤，所述聚二甲基硅氧烷包裹所述微纳光纤。
[0039]本专利技术还提供了上述技术方案所述的微纳光纤多功能传感器在温度和应力检测领域中的应用。本专利技术对所述应用的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的应用方式即可。
[0040]为了进一步说明本专利技术，下面结合实例对本专利技术提供的微纳光纤多功能传感器及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
[0041]实施例1
[0042](1)微纳光纤的制备
[0043]本实施例中采用改进型火焰扫描法制备微纳光纤，使用电微加热头产生高温熔融光纤。本实施例所采用的是常规的9/125um单模光纤，光纤夹持于高精度光纤拉锥平台上，加热温度控制在1300℃、火焰扫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微纳光纤多功能传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚二甲基硅氧烷涂覆在微纳光纤表面后固化，得到所述微纳光纤多功能传感器。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微纳光纤的直径为0.5～7μm，长度为3cm时，所述聚二甲基硅氧烷的用量为0.5～3mL。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固化的温度为50～100℃，时间为10～60分钟。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述微纳光纤采用改进型火焰扫描法制得。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述改进型火焰扫描法的参数包括：加热温度为1200～1400℃，火焰扫描速度为1～4mm/s，光纤拉伸速度为0.1～0.4...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国瑞，向思衡，蒋一岚，吕海兵，姚彩珍，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：