专利名称：直通式光纤密封装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及对光纤进行密封的装置及其制造方法。
背景技术：
在使用密封爆炸容器进行实验时，爆炸装置和探测系统均置于爆炸容器内，探测 系统捕捉到爆炸瞬间产生的信号后经传输线到记录设备。 以光纤做为传输线的测量系统由于其具有传输频带宽、抗电磁干扰能力强、传输 损耗小等特点，在其它领域已经得到广泛应用。鉴于光纤传输的优越性，应用于密封爆炸容 器实验也就势在必行，但由于光纤引出密封爆炸容器时的密封问题没有解决，因而限制了 光纤传输的应用。 美国从20世纪70年代初起就开始研究用于核试验的光纤测量及传输系统，到上 世纪末期，其光纤传输系统频段已经覆盖从低频到X波段，并多次在常规核试验中得到广 泛应用，但未见应用于密封爆炸容器实验的报道。 直通光纤密封装置所采用的密封结构主要是保持光纤的完整连续性，在保持光纤 不中断条件下对光纤进行的密封。光纤不中断，在光纤与光纤通过孔之间就势必存在一个 伴随光纤的泄漏通道，要实现密封就要选择有效的密封方式对其进行填充堵塞。现有的密 封方式主要是依靠密封胶填充来实现密封，密封胶是有机材料，而有机材料均存在或长或 短的老化期，随着有机材料的老化，就会影响到密封结构的性能，而使装置的密封性能失 效。因此为了满足对密封的时效性要求，在密封的主体结构中不能存在易老化的有机材料。
发明内容
本发明目的是提供一种直通式光纤密封装置及其制造方法，其解决了现有技术在
使用光纤做为传输线引出密封爆炸容器时不能有效密封的技术问题。 本发明的技术内容为 —种直通式光纤密封装置，其不同之处在于包括金属法兰盘2，所述法兰盘2平 行于轴线方向设有至少一个光纤通过孔5，所述光纤通过孔5内固定有金属管3，所述金属 管3用以密封和固定通过其内部的直通光纤4，所述法兰盘2的光纤通过孔5与金属管3之 间以及金属管3与直通光纤4金属化部分10之间的主体密封结构均为焊接密封。
上述金属管3包括同轴固连在一起的小口径管7和大口径管8，所述小口径管7的 内径与光纤4外径相匹配，所述直通光纤4金属化部分10与小口径管7之间填充金属焊料 高温熔融后形成密封。 上述金属管3还包括分别固定在小口径管7外端部和大口径管8的光纤固定管9， 所述光纤固定管9的内径与直通光纤4外径匹配，所述直通光纤4分别与两个光纤固定管 9焊接密封。 上述光纤通过孔5为台阶孔。
上述法兰盘2设置有氩弧焊边6 。
上述金属管3中的小口径管7的材料为可伐或纯镍。
上述直通式光纤密封装置的制造方法，其包括以下步骤 [1]制作金属法兰盘，在法兰盘中加工至少一个台阶孔做为光纤通过孔；制作金 属管；剥去光纤中部长度为6 7mm的光纤涂覆层，对剥去涂覆层部分的光纤进行金属化处 理； [2]将金属化后的光纤穿过金属管，焊接形成光纤_金属管组件； [3]将全部光纤_金属管组件置入相应的光纤通过孔并定位，然后焊接密封，进行
气密检查。 本发明的技术效果为 1、可保持光纤的完整连续性。本发明在光纤的密封主体密封结构中剥除了光纤的 树脂涂覆层，并对其进行金属化，金属化后的光纤与光纤通过孔之间通过填充金属焊料用 热阻焊的方式进行密封，所以可在光纤不中断条件下对整根光纤进行密封，不影响光纤的 传输性能。 2、密封效果好。本发明涉及的光纤密封装置，但主体密封结构中不含可能产生老 化的有机材料，密封方式也不是简单的填充密封，其密封性能不受时光流逝的影响，尤其适 用于对有密封期限要求的试验，如密封爆炸容器试验。 3、充分利用测试空间。本发明可以进行单根光纤直通密封的集成，所以可在有限 的区域内布置尽量多的传输光纤，并对其进行直通密封。 4、本发明在金属管的两端分别增加一个光纤固定管，提高了光纤在密封结构中的 力学性能。
图1是直通式光纤密封装置的结构示意图； 图2是直通式光纤密封装置的法兰盘的结构示意图； 图3是图2的剖视图； 图4是金属管的第一种结构示意图； 图5是金属管的第二种结构示意图； 图6是单根光纤密封结构放大后的示意图； 附图标记如下1-光纤_金属管组件，2-法兰盘，3-金属管，4-直通光纤，5-光纤 通过孔，6-氩弧焊边，7-小口径管，8-大口径管，9-光纤固定管，10-直通光纤金属化部分。
具体实施例方式
如图1-图6所示，一种直通式光纤密封装置，包括金属法兰盘2，法兰盘2平行于 轴线方向设有至少一个光纤通过孔5，光纤通过孔5内固定有金属管3，所述金属管3用以 密封和固定通过其内部的直通光纤4，法兰盘2的光纤通过孔5与金属管3之间以及金属 管3与直通光纤4金属化部分10之间的主体密封结构均为焊接密封。金属管3包括同轴 固连在一起的小口径管7和大口径管8，所述小口径管7的内径与光纤4外径相匹配，所述 直通光纤4金属化部分10与小口径管7之间填充金属焊料高温熔融后形成密封。金属管 3还包括分别固定在小口径管7外端部和大口径管8的光纤固定管9，光纤固定管9的内径与直通光纤4外径匹配，直通光纤4分别与两个光纤固定管9焊接密封。光纤通过孔5为 台阶孔。法兰盘2设置有氩弧焊边6。金属管3中的小口径管7的材料为可伐或纯镍。
本发明直通式光纤密封装置包括金属法兰盘，法兰盘平行于轴线方向设有38个 光纤通过孔，光纤与光纤通过孔之间通过金属管过渡封接的方法实现密封。金属管包括同 轴套接在一起的小口径管和大口径管，以及为提高密封结构中光纤的力学性能而设置的光 纤固定管。直通光纤金属化部分与小口径管之间以及小口径管与法兰盘的光纤通过孔之间 的主体密封结构均为金属焊料填充后在熔融状态下实现焊接密封。为便于在光纤通过孔与 金属管之间填充焊料和金属管的定位，光纤通过孔可设计为台阶孔；为便于法兰盘和其它 接口进行密封连接，法兰盘边缘设置有氩弧焊边。 本发明直通式光纤密封装置的制造方法如下根据需要分布的光纤数量(38 根)、与其它接口的连接形式(氩弧焊)以及使用的高频焊接设备(要求焊件的外形小于 ①50mmX50mm)设计法兰盘的结构，在①25mm的区域内加工38个台阶孔做为光纤通过孔， 根据焊接工艺选择法兰材料为可伐4J29 ;光纤的涂覆层为树脂材料，而树脂是有机材料， 为了在主体密封结构中不存在易老化的有机材料，需要剥除光纤的部分涂覆层，并对剥去 涂覆层部分的光纤进行长度约6 7mm的金属化处理(先镀涂3 5 y m的金属镍，再镀 0. 1 0. 3ym的金)；将金属化后的光纤穿过金属管，光纤与金属管的间隙内填充260 280°C的Au/Sn焊料，通过热阻焊的方式在高频加热炉内进行熔接形成光纤_金属管密封组 件，根据焊接工艺小口径管选用镍或可伐；将完成熔接的光纤_金属管密封组件整体置入 光纤通过孔并定位，然后将法兰盘的光纤通过孔的孔壁和金属管之间的间隙内填充210 22(TC的Pb焊料，在38个孔位全部准备完成后整体置入高频线圈内，通过高频焊方式进行 熔接，熔接完成后进行气密检查。本发明通过以上方法解决了光纤与金属管、金属管与法兰 盘的光纤通过孔之间的配合密封问题。 本发明原理本发明设计思想的核心是剥除光纤的树脂涂覆层并对其进行金属 化，金属化后的光纤与光纤通过孔之间通过金属管过渡封接的方法实现了无有机材料的密 封问题。
权利要求
一种直通式光纤密封装置，其特征在于包括金属法兰盘(2)，所述法兰盘(2)平行于轴线方向设有至少一个光纤通过孔(5)，所述光纤通过孔(5)内固定有金属管(3)，所述金属管(3)用以密封和固定通过其内部的直通光纤(4)，所述法兰盘(2)的光纤通过孔(5)与金属管(3)之间以及金属管(3)与直通光纤(4)金属化部分(10)之间的主体密封结构均为焊接密封。
2. 根据权利要求1所述的直通式光纤密封装置，其特征在于所述金属管(3)包括同 轴固连在一起的小口径管(7)和大口径管(8)，所述小口径管(7)的内径与光纤(4)外径相 匹配，所述直通光纤(4)金属化部分(10)与小口径管(7)之间填充金属焊料高温熔融后形 成密封。
3. 根据权利要求2所述的直通式光纤密封装置，其特征在于所述金属管(3)还包括 分别固定在小口径管(7)外端部和大口径管(8)的光纤固定管(9)，所述光纤固定管(9)的 内径与直通光纤(4)外径匹配，所述直通光纤(4)分别与两个光纤固定管(9)焊接密封。
4. 根据权利要求1或2或3所述的直通式光纤密封装置，其特征在于所述光纤通过 孔(5)为台阶孔。
5. 根据权利要求4所述的直通式光纤密封装置，其特征在于所述法兰盘(2)设置有 氩弧焊边(6)。
6. 根据权利要求5所述的直通式光纤密封装置，其特征在于所述金属管(3)中的小 口径管(7)的材料为可伐或纯镍。
7. 权利要求1所述直通式光纤密封装置的制造方法，其特征在于其包括以下步骤 [1]制作金属法兰盘，在法兰盘中加工至少一个台阶孔做为光纤通过孔；制作金属管；剥去光纤中部长度为6 7mm的光纤涂覆层，对剥去涂覆层部分的光纤进行金属化处理； [2]将金属化后的光纤穿过金属管，焊接形成光纤_金属管组件； [3]将全部光纤-金属管组件置入相应的光纤通过孔并定位，然后焊接密封，进行气密检查。
全文摘要
本发明涉及直通式光纤密封装置及其制造方法，包括金属法兰盘(2)，法兰盘(2)平行于轴线方向设有至少一个光纤通过孔(5)，光纤通过孔(5)内固定有金属管(3)，金属管(3)用以密封和固定通过其内部的直通光纤(4)，法兰盘(2)的光纤通过孔(5)与金属管(3)之间以及金属管(3)与直通光纤(4)金属化部分(10)之间的主体密封结构均为焊接密封。本发明解决了现有技术在使用光纤做为传输线引出密封爆炸容器时不能有效密封的技术问题，具有可保持光纤的完整连续性、密封效果好的优点。
文档编号G02B6/36GK101697025SQ20091021851
公开日2010年4月21日 申请日期2009年10月26日 优先权日2009年10月26日
发明者宋岩, 岳志勤, 韩长材 申请人:西北核技术研究所;