[发明专利]基于空心微腔的海洋温盐深传感头及其制作方法

权利要求书

1.一种基于空心微腔的海洋温盐深传感头，其特征在于，该传感头结构包括拉锥光纤(1)、空心微球腔(2)、空心薄壁微管腔(5)、空心厚壁微管腔(12)以及传感头基体(14)；所述拉锥光纤(1)具有三个锥区，三个锥区分别与空心微球腔(2)、空心薄壁微管腔(5)和空心厚壁微管腔(12)一侧垂直接触，并将空心微球腔(2)、空心薄壁微管腔(5)和空心厚壁微管腔(12)所形成的结构固定在传感头基体(14)中；其中：

所述空心微球腔(2)一侧与所述拉锥光纤(1)在所述拉锥光纤(1)的第一个锥区(15)垂直接触，所述空心微球腔(2)另一侧与所述传导片(4)接触，高热光系数液体(3)贯穿于所述空心微球腔(2)中，构成温度传感模块；所述空心薄壁微管腔(5)一侧入口固定过滤网(6)，另一侧连接软管(7)，所述空心薄壁微管腔(5)与所述拉锥光纤(1)在所述拉锥光纤(1)的第二个锥区(16)垂直接触，构成盐度传感模块；所述低压腔体(11)与所述高压腔体(10)组合，所述低压腔体(11)一侧入口固定所述空心厚壁微管腔(12)，所述硅油(13)贯穿于所述高压腔体(10)、所述低压腔体(11)及所述空心厚壁微管腔(12)，所述减压活塞(9)放置于所述低压腔体(11)中，所述高压腔体(10)一侧入口固定所述金属感压膜片(8)，所述空心厚壁微管腔(11)与所述拉锥光纤(1)在所述拉锥光纤(1)的第三个锥区(17)垂直接触，构成深度传感模块；所述温度传感模块、所述盐度传感模块以及所述深度传感模块固定封装于所述传感头基体(14)中。

2.如权利要求1所述的一种基于空心微腔的海洋温盐深传感头，其特征在于，所述空心微球腔(2)外径为300μm～500μm，壁厚为1μm～10μm。

3.如权利要求1所述的一种基于空心微腔的海洋温盐深传感头，其特征在于，所述空心薄壁微管腔(5)外径为100μm～300μm，壁厚为1μm～10μm。

4.如权利要求1所述的一种基于空心微腔的海洋温盐深传感头，其特征在于，所述空心厚壁微管腔(12)外径为500μm～1000μm，壁厚为300μm～500μm。

5.如权利要求1所述的一种基于空心微腔的海洋温盐深传感头，其特征在于，所述拉锥光纤(1)的锥区直径为1μm～5μm。

6.如权利要求1所述的一种基于空心微腔的海洋温盐深传感头，其特征在于，所述高热光系数液体(3)至少包括无水乙醇、丙酮或环己烷。

7.如权利要求1所述的一种基于空心微腔的海洋温盐深传感头，其特征在于，所述传导片(4)材料范围包括紫铜、双相钢等。

8.一种基于空心微腔的海洋温盐深传感头的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、取长为10mm～20mm、外径为100μm～700μm、壁厚为30μm～60μm的石英微管，开启氮气瓶，在石英微管内部充压，开启氢氧焰喷枪加热，将石英微管拉制成薄壁石英微管，调整火焰大小，在内部气压作用下，形成空心微球腔(2)，将高热光系数液体(3)注入空心微球腔(2)，将空心微球腔(2)与传导片(4)接触，通过光学紫外胶将空心微球腔(2)与传导片(4)固定；

步骤二、取长为10mm～20mm、外径为500μm～900μm、壁厚30μm～60μm的石英微管，开启氮气瓶，在石英微管内部充压，开启氢氧焰喷枪加热，将石英微管拉制成空心薄壁微管腔(5)，将过滤网(6)与空心薄壁微管腔(5)一侧入口固定，空心薄壁微管腔(5)另一侧连接软管(7)；

步骤三、加工高压腔体(10)及低压腔体(11)，将高压腔体(10)与低压腔体(11)组合装配，将空心厚壁微管腔(12)与低压腔体(11)一侧入口固定，将硅油(13)灌满高压腔体(10)、低压腔体(11)及空心厚壁微管腔(12)，将减压活塞(9)装配于低压腔体(11)中，将金属感压膜片(8)与高压腔体(10)一侧入口固定；

步骤四、取长为50cm～100cm单模光纤，开启氢氧焰喷枪加热，拉伸单模光纤，调节氢氧焰喷枪位置继续加热，拉伸单模光纤，再次调节氢氧焰喷枪位置继续加热，拉伸单模光纤，制作出具有三个锥区的拉锥光纤(1)，通过三维位移台将拉锥光纤(1)三个锥区分别与空心微球腔(2)、空心薄壁微管腔(5)和空心厚壁微管腔(12)一侧垂直接触，将空心微球腔(2)、空心薄壁微管腔(5)和空心厚壁微管腔(12)固定在传感头基体中。