毛细管外壁镀膜膜层的清理方法及清理装置与流程

本技术涉及精密仪器制备，尤其涉及一种毛细管外壁镀膜膜层的清理方法及清理装置。

背景技术：

1、玻璃毛细管因其尺寸精度高、化学稳定性好、耐高温、绝缘、透明可观测、内壁光洁、无杂质析出等独特优势，已成为航空航天领域精密流体传输与控制、微流量计量、光学传感、高温加工、微推进与航天器热管理等方向的关键微尺度元件，尤其适用于低压、微流量、高精度、强腐蚀、高温、绝缘、光学耦合等苛刻工况。

2、随着智能化的发展，赋予玻璃毛细管更多的功能，例如形成光纤传感器应用在航天器的健康检测、推进剂泄露检测等领域，其可以是在毛细玻璃管管内和外镀膜配合干涉仪等进行导电实现温度、压力、气体浓度等检测传感功能。

3、但是，对应不同的需求可能需要去除毛细管外壁上的部分外膜，实现管外壁上管口位置不导电的效果，单纯的利用腐蚀介质浸泡或刮除无法保证腐蚀精度且存在损坏毛细管外壁的风险。

技术实现思路

1、本技术提供一种毛细管外壁镀膜膜层的清理方法，其包括如下步骤：

2、根据毛细管的目标腐蚀高度确定腐蚀介质的深度；

3、确定所述毛细管的一端垂直浸入所述腐蚀介质的情况下吹出气流的目标驱动压力；所述吹出气流用于驱动所述腐蚀介质保持位于所述毛细管外的状态；

4、驱动所述吹出气流达到所述目标驱动压力；

5、将毛细管的一端垂直浸入所述腐蚀介质，保持所述吹出气流以所述目标驱动压力吹出目标时长。

6、在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的毛细管外壁镀膜膜层的清理方法，其中确定所述毛细管的一端垂直浸入所述腐蚀介质的情况下吹出气流的目标驱动压力的步骤，包括：

7、确定所述腐蚀介质所能够产生的静液柱压力；

8、确定所述毛细管内能够产生的毛细附加压力；

9、确定所述毛细管对应的管口流阻；

10、根据所述静液柱压力、所述毛细附加压力和所述管口流阻确定所述目标驱动压力。

11、在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的毛细管外壁镀膜膜层的清理方法，其中驱动所述吹出气流达到所述目标驱动压力的步骤包括：

12、所述毛细管的内壁膜层为亲水膜层的情况，所述吹出气流持续供给；

13、所述毛细管的内壁膜层为疏水膜层的情况，所述毛细管的管内腐蚀高度超过临界高度的情况，所述吹出气流持续供给；

14、其中，所述管内腐蚀高度为所述毛细管的一端垂直浸入所述腐蚀介质后，所述毛细管内能够浸入的腐蚀介质的液柱高度；所述临界高度为所述毛细附加压力等于所述液柱静压力时对应的腐蚀介质的高度。

15、在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的毛细管外壁镀膜膜层的清理方法，其中根据所述静液柱压力、所述毛细附加压力和所述管口流阻确定所述目标驱动压力的步骤，包括：

16、所述目标驱动压力根据式（1）计算：

17、           （1）

18、式中：为所述目标驱动压力，pa；为腐蚀介质的静液柱压力，pa；为毛细附加压力，pa；为所述毛细管对应的管口流阻，pa。

19、在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的毛细管外壁镀膜膜层的清理方法，其中所述毛细管对应的管口流阻根据式（2）计算：

20、           （2）

21、式中：为所述驱动气流的气体动力粘度，pa·s；l为所述毛细管的长度，mm；为所述毛细管的内部气体平均流速，m/s；为所述毛细管的内半径，mm。

22、在本技术第一方面的一些变更实施方式中，前述的毛细管外壁镀膜膜层的清理方法，其中将毛细管的一端垂直浸入所述腐蚀介质，保持所述吹出气流以所述目标驱动压力吹出目标时长的步骤，包括：

23、根据视觉系统确定所述毛细管外的调后腐蚀高度；所述调后腐蚀高度为首次经过所述吹出气流调整的所述毛细管外的所述腐蚀介质的高度；

24、根据所述调后腐蚀高度和所述目标腐蚀高度调整所述腐蚀介质的深度，使所述毛细管外的所述腐蚀介质的高度达到所述目标腐蚀高度并保持所述目标时长。

25、本技术第二方面提供一种用于毛细管外镀膜膜层的清理装置，其包括

26、腐蚀单元，所述腐蚀单元用于容纳腐蚀介质；

27、固定单元，所述固定单元可拆卸设置于所述腐蚀单元上，所述固定单元用于固定至少一毛细管，以使所述毛细管能够保持垂直所述腐蚀介质的液面的方向浸入所述腐蚀介质；

28、气流调控单元，所述气流调控单元包括压缩气源和第一管路；

29、所述第一管路的第一端通过所述固定单元连通至少一所述毛细管；

30、所述第一管路的第二端连通至所述压缩气源，以使所述压缩气源能够驱动所述腐蚀介质保持位于所述毛细管外的状态。

31、在本技术第二方面的一些变更实施方式中，前述的用于毛细管外镀膜膜层的清理装置，其中所述固定单元包括固定部和锁紧部；

32、所述固定部的一端形成有容纳腔，以容纳所述第一管路的端部，所述固定部的另一端设有至少一插入孔，所述插入孔与所述容纳腔连通，所述插入孔用于可拆卸容纳所述毛细管的端部；

33、所述锁紧部绕所述固定部的轴向可拆卸地设置于所述固定部外，以保持所述第一管路与所述容纳腔的容纳状态以及所述毛细管与所述插入孔的插入状态。

34、在本技术第二方面的一些变更实施方式中，前述的用于毛细管外镀膜膜层的清理装置，其还包括视觉系统、控制器和循环系统；

35、所述视觉系统包括图像采集装置和背景板；所述图像采集装置和所述背景板相对地设置在所述固定单元的两侧，用于获取所述腐蚀单元内的腐蚀介质的液面图像和所述毛细管外的目标标识的图像；所述目标标识用于展示所述目标腐蚀高度；

36、所述控制器与所述图像采集装置信号连接，以根据所述采集装置获取的图像计算所述腐蚀单元内的腐蚀介质的高度与所述目标腐蚀高度的差距，并生成修正信号，所述修正信号用于控制所述循环系统的通断。

37、在本技术第二方面的一些变更实施方式中，前述的用于毛细管外镀膜膜层的清理装置，其中所述循环系统包括循环泵、暂存箱、减排口和回流口；

38、所述减排口和所述回流口均设置于所述腐蚀单元上并联通所述腐蚀单元的内部；

39、所述暂存箱通过调节阀连通至所述减排口；

40、所述循环泵的入口连通至所述暂存箱，所述循环泵的出口通过第二调节阀连通至所述回流口，所述循环泵、所述调节阀和所述第二调节阀与所述控制器信号连接，以使所述控制器能够根据所述修正信号控制所述循环泵、所述调节阀和所述第二调节阀的启闭。

41、相对于现有技术，本实施例提供的毛细管外壁镀膜膜层的清理方法，通过吹出气流驱动腐蚀介质保持置于毛细管外的状态，从而实现在保护内壁膜层的前提下对目标腐蚀高度的外壁膜层进行去除的效果，不仅能够避免机械刮除或浸泡带来的大误差和管体损伤，还能够高效地实现高精度的除膜，通过对吹出气流的驱动压力进行精准控制，可实现对外壁膜层的目标腐蚀高度进行定点、定量的精准去除，确保导电区和非导电区的界限分明，满足高精度的器件要求；有效解决了现有技术中单纯的利用腐蚀介质浸泡或刮除无法保证腐蚀精度且存在损坏毛细管外壁风险的问题。