用于蓝宝石高温光纤传感器的黑体辐射腔的制作方法.docx

用于蓝宝石高温光纤传感器的黑体辐射腔的制作方法
用于蓝宝石高温光纤传感器的黑体辐射腔的制作方法
本发明属于光学检测技术，涉及一种用于蓝宝石高温光纤传感器的黑体辐射腔。本发明在蓝宝石光纤外表面和一个端面形成一层均匀的膜层，膜层完全将蓝宝石用于蓝宝石高温光纤传感器的黑体辐射腔的制作方法
用于蓝宝石高温光纤传感器的黑体辐射腔的制作方法
本发明属于光学检测技术，涉及一种用于蓝宝石高温光纤传感器的黑体辐射腔。本发明在蓝宝石光纤外表面和一个端面形成一层均匀的膜层，膜层完全将蓝宝石光纤的一个端面包围，在蓝宝石光纤外形成一个圆柱形黑体辐射腔，黑体辐射腔膜层材料为氧化锆和三氧化二钇的混合物，氧化锆和三氧化二钇质量比为20:1～5:1，～5μm。本发明所提出的黑体辐射腔材质为氧化锆和三氧化二钇的混合物。本发明提出的黑体辐射腔可有效防止其膜层在1700℃～1850℃高温条件下开裂和脱落的现象发生，极大地提高了蓝宝石高温光纤传感器的温度测量范围。
【专利说明】用于蓝宝石高温光纤传感器的黑体辐射腔
【技术领域】
[0001]本发明属于光学检测技术，涉及一种用于蓝宝石高温光纤传感器的黑体辐射腔。【背景技术】
[0002]黑体辐射腔是蓝宝石高温光纤传感器中的热敏感元件，它将被测环境的热信号转换成光信号，通过分析光信号的大小即可获得被测环境的温度。由于黑体辐射腔要直接接触被测高温环境，所以对黑体腔膜层在蓝宝石光纤上的牢固性要求很高。现有的蓝宝石高温光纤传感器黑体辐射腔膜层材料采用氧化锆材料，由于氧化锆热膨胀系数与蓝宝石光纤的热膨胀系数不完全匹配，在实际应用中，被测环境温度越高，氧化锆膜层越容易脱落，严重影响了蓝宝石高温光纤传感器的测温性能。除此之外，现有的蓝宝石高温光纤传感器黑体辐射腔采用高温烧结法制作而成，这种方法由于工艺条件的限制，使得黑体辐射腔膜层厚度高达100 μ m左右，大大降低了黑体辐射腔膜层在蓝宝石光纤上的牢固性。
[0003]综上所述，现有的蓝宝石高温光纤传感器黑体辐射腔存在两个不足之处:1)膜层材料热膨胀系数与蓝宝石光纤的热膨胀系数不完全匹配；2)膜层太厚。上述二者因素使得现有的蓝宝石高温光纤传感器黑体辐射腔的膜层在1700°C以上高温条件下容易开裂，甚至严重脱落，导致蓝宝石高温光纤传感器性能不稳定，难以在1700°C以上的高温环境下正常工作。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提出一种能够在1700°C?1850°C高温环境下工作的蓝宝石高温光纤传感器的黑体辐射腔。
[0005]本发明的技术解决方案是:在蓝宝石光纤外表面和一个端面形成一层均勻的膜层，膜层完全将蓝宝石光纤的一个端面包围，在蓝宝石光纤外形成一个圆柱形黑体辐射腔，黑体辐射腔膜层材料为氧化锆和三氧化二钇的混合物，氧化锆和三氧化二钇质量比为20:1?5:1，?5μπι。
[0006]所述的黑体辐射腔膜层长度为8?15mm，。
[0007]? μ m。
[0008]所述的黑体辐射腔膜层采用磁控溅射法制作而成。
[0009]本发明的优点和有益效果:本发明提出的黑体辐射腔I的镀膜材料采用氧化锆和三氧化二钇的混合物。由于采用的镀膜材料的热膨胀系数与蓝宝石光纤2的热膨胀系数匹配，因此在高温环境下本发明所提出的