Способ герметичного закрепления волоконно-оптического чувствительного элемента

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для создания разнообразной датчиковой аппаратуры, Изобретение направлено на повышение надежности закрепления чувствительного элемента, расширение диапазона температур и применение его для работы в агрессивных средах . Чувствительный элемент покрывают слоем металла, вводят его в металлический корпус, а герметизацию производят с помощью пайки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (м)5 С 03 В 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

А

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ =1

И (21) 4700450/33 (22) 30.03.89 (46) 23.09..91. Бюл, М 35 (72) B.À.Èâàíèía, С.Н.Каракчиев и Н,В.Орлянский (53) 666. 189.212(088. 8) (56) ВЬег Optic Instrumentatlon. Final Report.

Technical Report А001, Cryogenic Sensor

Model. Description, 1984.. (54) СПОСОБ ГЕРМЕТИЧНОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

Изобретение относится к .измерительной технике и может быть использовано в и риборостроен ии для созда ни я раз нообразной датчиковой аппаратуры.

Целью изобретения является повышение надежности закрепления чувствительного элемента, расширение диапазона температур и применимости его для работы в агрессивных средах.

Сущность изобретения заключается в том, что металлизируется чувствительный элемент (ЧЭ) из оптического волокна (например, "крутой" изгиб или место сварки волокон). Такой металлизированный чувствительный элемент (фактически два волокна) вводится в отверстие корпуса и запаивается как в канале отверстия, так и снаружи. Причем место рабочей, чувствительной эоны (например, искривленная поверхность "крутого" изгиба, место сварки) выступает из корпуса на 2 — 3 мм.

Затем эта чувствительная зона освобождается от металла путем травления в кислоте, не затрагивая при этом место спая, „„SU, Ä 1678781 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для создания разнообразной датчиковой аппаратуры, Изобретение направлено на повышение надежности закрепления чувствительного элемента. расширение диапазона температур и применение его для работы в агрессивных средах. Чувствительный элемент покрывают слоем металла, вводят его в металлический корпус, а герметизацию производят с помощью пайки.

Для нанесения металла на оптическое волокно выполняют следующие операции.

Подготовленные волокна обеэжиривают и зажимают в шаблоне, опускают последовательно в следующие растворы: сенсибилизатора. содовый, активатора, акселератора, химического никелирования, После нанесения слоя металла на волокно толщиной 2 — 3 мкм химическое никелирование прекращают и опускают металлизированные ЧЭ в ванну с электролитом, Таким образом наносят слой материала до необходимой толщины. В данном случае толщина слоя металла 50 — 60 мкм, Затем металлизированный ЧЭ вынимают из шаблона и вводят в отверстие корпуса.

Нагревают корпус вместе с металлизированным ЧЭ и запаивают припоем ПОС-61, ПСр — 25 (или другими). При этом ЧЭ выступают наружу из корпуса на 2-3 мм. Это связано с тем, чтобы путем травления в азотной кислоте (НАВОЗ) снять защитный слой металла с рабочей поверхности ЧЭ сохраняя слой металла далее.

1678781

Составитель Н,Ильиных

Техред М.Моргентал Корректор Г.Малец

Редактор И.Дербак

Заказ 3180 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Предлагаемым способом изготовлено более 50 образцов волоконно-оптических сигнализаторов уровня.

Все они испытывались: на вибрацию, удар, температурные испытания, герметичность, повышенное давление, и показали при этом высокую надежность герметичного крепления, Имеются КД и ТП на заданный сигнализатор.

Подобным образом изготавливают образцы волоконно-оптических зондов в виде одного подводящего и 10-20 принимающих волокон; также есть КД и ТП.

Корпус датчика выполнен из стали марки 12х18Н10Т. Металлизированный ЧЭ вводят в отверстие корпуса (диаметр отверстия 0,8 мм), нагревают и запаивают припоем. Припой подбирают, исходя иэ температур, в которых будет работать датчик. В качестве флюса применяют ортофосфорную кислоту. Соединение пайкой обладает большой прочностью и герметичностью: так, измеренная на течеискателе

ПТЧ-10, показала негерметичность от 2,32

«10 до 2,9610 мз.Па/с, причем герметичность сохраняется при воздействии гармонических колебаний, ударов, линейных ускорений.

В качестве жидкостей в лабораторных условиях применяют жидкий азот, спирт, ацетон, бензин, четыреххлористый углерод и др.

Конструкция и материалы датчика позволяют сделать вывод о работоспособно5 сти датчика и в других жидких агрессивных средах.

Разработанные датчики испытывают при температурах от минус 196 до плюс

10 60ОС (данные температуры относятся только к

ЧЭ и корпусу, температура для волоконной линии связи от минус 60 до плюс 60 С).

Применяя высокоплавкие припои, можно повысить рабочую температуру до 700 С.

15 На температурах меньше минус 196 С испытания не проводились.

Формула изобретения

Способ герметичного закрепления во20 локонно-оптического чувствительного элемента, путем введения его в корпус и последующей герметизации, о т л и ч а юшийся тем,.что, с целью повышения надежности закрепления чувствительного

25 элемента, расширения диапазона температур и применимости его для работы в агрессивных средах, чувствительный элемент покрывают слоем металла, вводят его в металлический корпус, а герметизацию

30 производят с помощью пайки.