Trong lĩnh vực phát hiện quang phổ, giám sát trực tuyến công nghiệp và các lĩnh vực khác, đầu dò sợi nhúng là thành phần cảm biến cốt lõi, tính hợp lý về cấu trúc của nó trực tiếp quyết định hiệu quả phát hiện, trong khi hiệu suất chống ăn mòn liên quan đến tuổi thọ của môi trường. Với các ngành công nghiệp hóa chất, bảo vệ môi trường và các yêu cầu khác về độ chính xác và ổn định phát hiện, tối ưu hóa thiết kế kết cấu và tăng cường khả năng chống ăn mòn trở thành hướng nghiên cứu và phát triển quan trọng.
Mục tiêu cốt lõi của thiết kế kết cấu là nâng cao hiệu suất truyền tín hiệu quang và tính thích hợp. Đầu dò truyền thống có những khiếm khuyết như không đủ lượng tiếp nhận ánh sáng và cố định phạm vi ánh sáng. Thiết kế mới đạt được đột phá thông qua cấu trúc sợi Y: chùm sợi hợp nhất thông qua bố cục "sợi quang chiếu sáng trung gian+sợi phát hiện ngoại vi". Sáu sợi quang chiếu sáng đều bao quanh trung tâm để phát hiện sợi, do đó ánh sáng phân tán của nguồn có thể được chụp hiệu quả sau khi được dẫn, nâng cao đáng kể hiệu quả phát hiện phổ. Thân máy thăm dò thông qua thiết kế mô-đun, ống cuối và ống tay áo được kết nối bằng ren, ống tay áo xoay có thể điều chỉnh khoảng cách giữa ống kính và gương, nhận ra phạm vi điều chỉnh ánh sáng 0,25-10mm. Nó có thể được điều chỉnh mà không cần thay thế đầu dò để phù hợp với nồng độ khác nhau của phát hiện chất lỏng, tăng cường đáng kể tính thực tế. Ngoài ra, miệng chất lỏng thông qua thiết kế lỗ xuyên qua, kết hợp với vòng báo chí có thể tháo rời và cấu trúc tuyến, vừa đảm bảo lưu lượng chất lỏng nhanh chóng, vừa thuận tiện cho việc bảo trì sau này.
Thiết kế chống ăn mòn cần chọn vật liệu thích hợp cho các đặc tính của môi trường tiếp xúc. Phần lõi sợi quang được ưu tiên sử dụng lõi sợi thạch anh, có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với hầu hết các dung môi, kết hợp với lớp bảo vệ polyimide có thể tránh tiếp xúc trực tiếp với thiệt hại. Các loại vật liệu vỏ được phân loại theo nhu cầu môi trường: thép không gỉ 304 hoặc 316 được lựa chọn trong môi trường thông thường, các kịch bản ăn mòn mạnh được thay thế bằng PEEK, PTFE hoặc Hastelloy C276, các vật liệu này vẫn có thể giữ cấu trúc ổn định trong môi trường axit mạnh và kiềm mạnh. Liên kết niêm phong thông qua liên kết epoxy chống ăn mòn, tránh sử dụng cổ áo kim loại thông thường ở khớp, và nếu cần thiết, ống kim loại silicone được sử dụng để tăng cường khả năng chống thấm và chống ăn mòn.
Tối ưu hóa kết cấu và thiết kế chống ăn mòn là chìa khóa để nâng cao độ tin cậy của đầu dò. Ví dụ, trong giám sát chất lỏng hóa học, sự kết hợp của ống thép không gỉ 316L với ống kính thạch anh, cả hai đều đảm bảo độ ổn định của ánh sáng thông qua cấu trúc khóa ren và sử dụng khả năng chống ăn mòn của vật liệu để chống xói mòn môi trường hóa học. Đối với môi trường ăn mòn nhiệt độ cao, việc sử dụng kết hợp sợi thạch anh chịu nhiệt độ cao với vỏ hợp kim hastelloy có thể hoạt động lâu dài trong điều kiện làm việc 200 ℃, đồng thời đáp ứng các yêu cầu chống ăn mòn.
Đầu dò sợi nhúng được thiết kế để phù hợp với hiệu suất quang học và khả năng thích ứng với môi trường: tối ưu hóa truyền tín hiệu thông qua bố trí sợi Y, cấu trúc dải ánh sáng có thể điều chỉnh, tăng cường khả năng chịu đựng môi trường với các vật liệu chống ăn mòn như thạch anh, PEEK và quá trình niêm phong. Nghiên cứu và phát triển trong tương lai cần thúc đẩy hơn nữa đổi mới vật liệu và thu nhỏ cấu trúc, để đạt được hiệu quả phát hiện và cải thiện đồng bộ hiệu suất chống ăn mòn để phù hợp với các kịch bản ứng dụng công nghiệp phức tạp hơn.