基于光纤布拉格光栅的电镀镍应力实时在线监测.pdf

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1、总561期第4期河南科技Vo1．561，No．42015年4月JournalofHenanScienceandTechnologyApr，2015基于光纤布拉格光栅的电镀镍应力实时在线监测刘程(江西师范大学物理与通信电子学院江西省光电子与通信重点实验室，江西南昌330022)摘要：利用光纤布拉格光栅(FiberBraggGrating，FBG)传感器的特性，监测电镀应力。采用单一变量法，在不同温度和主盐浓度的条件下分别进行了对照实验。测试结果表明，FBG中心波长在电镀应力的累积过程中响应灵敏，不仅可以很好地监测电镀应力的大小，也能表征电镀应力的变化；能

2、够为改善电镀工艺条件提供有效的依据，具有简便性、实时性、精确性的特点。关键词：布拉格光纤光栅；电镀应力；单一变量法；实时监测中图分类号：TN29；TG115文献标识码：A文章编号：1003—5168【2015)04—0008—2Real-timeOn-lineMonitoringofNickelPlatingStressBasedonFiberPragueGratingLiuCheng(SchoolofPhysicsandCommunicationElectronicsofJiangxiNormalUniversityJiangxiKeyLaborat

3、oryofPhotonicsandCommunicationsNanchang，Jiangxi，330022)Abstract：ThecharacteristicsofBraggGratingFiber(FBG)sensorwereusedtomonitortheplatingstress．Usingthesinglevariablemethod，aeontrastiveexperimentwascarriedoutundertheconditionsofdifferenttemperatureandsaltconcentration．Themeasu

4、ringresultsshowthatthecenterwavelengthofFBGissensitivetotheaccumulationofthestressintheplating，itcannotonlywellmonitorthestrengthofplatingstress，butcanalsocharacterizethechang—esofplatingstress；providingeffectivebasisforimprovingtheplatingconditions，whichisasimple，real-time，accu

5、—rate．Keywords：PragueFiberGrating；platingstress；singlevariablemethod；real-timemonitoring电镀过程中产生的电镀应力对镀层质量带来不利的1FBG传感原理影响⋯。因此，实时监测电镀应力对电镀行业具有很大的实际意义。目前测量电镀应力的方法主要有3种：薄FBG是一种无源波长调制型传感器，与宽带光源相片阴极弯曲法、螺旋收缩仪法、x射线衍射法。但薄片连后，特定波长的光将产生谐振，从而形成谐振峰。FBG阴极弯曲法会污染电镀液，影响阴极电流分布；螺旋收缩反射中心波长B与光栅周期^和纤

6、芯有效折射率nef的仪法测试过程较复杂；而x射线衍射法测量精度高，不适关系为：=2^·n合镀层很薄时的电镀应力测量。当FBG受到应力扰动时，其中心反射波长将随应力光纤布拉格光栅具有结构简单、稳定性好、可靠性的变化Act做线性变化，即：高、抗电磁干扰等特点，作为传感器件被广泛地应用于道路桥梁、矿井等领域。本文基于FBG优良的传感特：fl．坠+．Oneff1AA0or0orJ性，将其作为应力传感器，利用单一变量法，测试不同温度和不同主盐浓度条件下的电镀应力。其中，表示光栅周期随应力的变化，它由FBG$~收稿日期：2015—3—28基金项目：国家自然科学基金

7、(No．61368001，81460109)；江西省自然科学基金(No．20114BAB205067)；江西省科技支撑计划项目(No．20142BBE50059)；江西省光电子与通信重点实验室开放基金(No．2013008)作者简介：刘程(1990一)，男，硕士研究生，研究方向：光纤光栅传感技术。第4期基于光纤布拉格光栅的电镀镍应力实时在线监测。9·料特性决定，及材料的泊松比和弹性模量决定；兰表示力的变化：由图1可知，温度变高，波长偏移量变小，电镀Ec、cco—m>日^^UU应力小；由图2可知质量浓度变大，电镀应力先变小后变ij1光栅有效折射率随应力变

8、化产生的变化，由FBG弹光系大；超过一定7浓度6时6，质5量浓5度4变大4，电镀应力先变大后¨