CN102207583A - 一种带绝缘涂层的电极棒及包含该电极棒的光纤熔接机 - Google Patents

一种带绝缘涂层的电极棒及包含该电极棒的光纤熔接机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带绝缘涂层的电极棒，包括棒体本体和棒尖部,并且棒尖部位于棒体本体的头部，在棒尖部上处于尖顶端部分为棒尖顶端，棒尖部外周设置一高温绝缘涂层，高温绝缘涂层未涂覆在所述棒尖顶端上，使棒尖顶端处于允许导通状态。本发明在低气压时，使沿面放电得到遏制、电弧的能量集中在正弧区。电弧温度随气压变化大大减少，且电弧更加的稳定。

Description

一种带绝缘涂层的电极棒及包含该电极棒的光纤熔接机
技术领域
本发明涉及一种电极棒，尤其涉及一种使用在光纤熔接机上的带绝缘涂层的电极棒及包含该电极棒的光纤熔接机。
背景技术
随着通信的发展，通信容量越来越大，光纤通信已经越来越普及，然而光纤与光纤之间的连接就成了光缆施工与维护当中的最主要问题，目前光纤的连接目前最可靠、使用最普遍的技术就是光纤熔接技术。如图1，光纤熔融连接，实际上是通过高温电弧7，把两根光纤1熔融连接到一起。光纤熔接机通过设置一对正交的光路，也即在X方向和Y方向通过准直的光源33透射光纤，然后用显微镜头35来放大，并成像到图像传感器上。通过在一对电极棒5上实施高压高频放电，产生熔接高温电弧7，从而把光纤1端面融化。最后把已熔化的端面靠到一起，实现光纤的熔接。
要实现好的熔接，必须控制好电弧的温度，最理想的熔接电弧温度约为2050℃。另外要控制着电弧的稳定，如果电弧放电时，电弧位置漂移摆动，都会是端面受热发生变化，从而影响熔接质量。
然而现有的用钨合金电极棒熔接机，当气压降低时，沿面放电范围会不断扩大。这样就会分散一部分电弧的能量。必须加上气压传感器，加上很大的补偿量，才能正常熔接。而且海拔超过一定范围之后，放电就会变得不稳定。
发明内容
本发明的第一目的在于使放电电弧稳定，延长电极棒的使用寿命。
本发明的第二目的在于提供一种在气压降低时对电弧的能量不会造成较大影响的带绝缘涂层的电极棒。
本发明的第三目的在于提供一种包含该电极棒的光纤熔接机。
为了解决上述问题，本发明提供了一种带绝缘涂层的电极棒，包括棒体本体和棒尖部,并且棒尖部位于棒体本体的头部，在棒尖部上处于尖顶端部分为棒尖顶端，棒尖部外周设置一高温绝缘涂层，高温绝缘涂层未涂覆在棒尖顶端上，棒尖顶端处于允许导通状态。
较佳地，棒体本体和棒尖部采用导电材料一体制成。
较佳地，棒尖部涂设的绝缘涂层材质采用陶瓷。
较佳地，棒尖部涂设的绝缘涂层采用超音速喷射工艺。
较佳地，高温绝缘涂层的厚度为9-11um。
较佳地，高温绝缘涂层的宽度为2.5-3cm。
一种光纤熔接机,至少包括高温电弧和正交光路,所述高温电弧是通过一对电极棒上实施高压高频放电以产生接熔高温电弧,所述电极棒包括棒体本体和棒尖部,并且棒尖部位于棒体本体的头部，在棒尖部上处于尖顶端部分为棒尖顶端，所述棒尖部外周设置一高温绝缘涂层，所述高温绝缘涂层未涂覆在所述棒尖顶端上，所述棒尖顶端处于允许导通状态。
与现有技术相比，本发明通过在电极棒尖部局部区域覆盖上高温绝缘层，使之具有以下特点:第一：使得电极棒放电的时候电弧稳定，不容易受电极由于放电时间长，表面状况改变，从而产生电弧漂移摆动。第二：同时电极放电的温度，不受气压的影响，因此使得该电极棒在不同海拔地区都不受影响。第三：电极棒放电产生的电弧温度，在100℃以下，也即不太高的气温范围内，不受温度的影响。即当在低气压下时，绝缘涂层阻止沿面放电沿着电极尖部的表面扩大，电弧的能量一直被约束在正弧区，电弧温度随气压变化大大减少。
附图说明
图1为电弧熔接示意图。
图2为本发明一种带绝缘涂层的电极棒的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明做进一步详细的叙述。
申请人经过仔细研究, 光纤熔接机把两根光纤熔融连接到一起时,采用的是电弧放电.而电弧放电的一个重要特点是阴极上有阴极辉点。热电子电弧的辉点一般是固定不动的；冷阴极电弧如汞弧整流管液汞表面上的辉点是跳跃移动的。阴极辉点是电子发射的来源,其电流密度高达数百至数千安／厘米2。
电弧放电的伏安特性随电极材料、气体种类、压力而异。大气中的碳极电弧呈现出典型的负阻特性，因此外电路中必须串有限流电阻，以稳定电流。
电弧放电产生强烈的辐射，其强度随气体压力和电流密度而增大。放电区中温度最高点在一个大气压下约为4200K，在10个大气压下为6520K，在几十或几百大气压下达10000K。熔接机电极上加的是交流电压，在气体未击穿以前，电极棒上加的交流高压，约为6300V，频率120kHz。当气体被击穿，电弧放电开始后，则只有交流电压维持电弧的存在。电压只有几百V，由于加的是交流电，所以正辉区位于两电极的中间，由于电极很尖，因此阴极辉点区稳定的存在于电极尖点。
当气压降低时，沿面电弧面积增大，这也分散了电弧的功率，因此而且申请人判定，沿面电弧扩展，是气压降低后，电弧温度降低的主要原因。气压对熔接损耗的影响为:当气压降低时，电弧温度降低，有时，如果不采取增大电流的措施，气压下降将导致熔接不成功，如表1所示，当气压降低，且电流保持恒定的情况下，气压与熔接损耗的关系。
表1
从表1中，可以清楚的看出来，当气压降低时，熔接损耗变的很不稳定。其实质就是当气压降低后，沿面放电的范围变的很大，范围宽了之后，那些表面不良区域，有时参与放电，有时不参与放电，这样导致沿面放电的区域是不稳定的，当沿面放电区域不稳定后，也导致了电弧在空间位置发生摆动，电弧的摆动直接导致损耗变的不稳定。
根据前面所述，为了防止在气压降低时，沿面放电范围不断扩大。为此,申请人做出了以下的发明。
本发明涉及一种带绝缘涂层的电极棒，包括棒体本体1和棒尖部2,并且棒尖部2位于棒体本体1的头部，在棒尖部2上处于尖顶端部分为棒尖顶端3，棒尖部2外周设置一高温绝缘涂层，高温绝缘涂层未涂覆在棒尖顶端3上，棒尖顶端3处于允许导通状态。
棒体本体和棒尖部采用导电金属钨一体制成。
棒尖部2涂设宽度为2.69cm、厚度为10μm的陶瓷绝缘涂层，陶瓷绝缘涂层通过超音速喷射工艺涂覆。但并非局限于此,经实验表明, 高温绝缘涂层的厚度为9-11um.高温绝缘涂层的宽度为2.5-3cm,其效果是比较好的。
本发明在电极棒尖部2的高温绝缘涂层部分区域。是在低气压下，沿面放电会发生的区域。在这个区域上，用特殊的工艺涂上绝缘涂层（材质：陶瓷，厚度：10μm），也可以用其他的表面处理工艺，使得该区域附着上一层绝缘涂层。这样，当在低气压下，绝缘涂层会阻止沿面放电沿着电极尖部的表面扩大。在沿面放电被限制之后，电弧的能量一直被约束在正弧区，这样正弧的能量密集，温度随气压变化大大减少，而且在低气压下，电弧变的更为稳定。
在用了本专利之后做出来的电极棒，用于熔接机，做熔接试验，用OTDR测试熔接点损耗，熔接结果如表2
Figure 894573DEST_PATH_IMAGE002
也就是说,与传统的技术相比，本发明存在以下优点：
（1）当在低气压下时，绝缘涂层阻止沿面放电沿着电极尖部的表面扩大，电弧的能量一直被约束在正弧区，电弧温度随气压变化大大减少；
（2）电弧更加的稳定。
以上公开的仅为本申请的一个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种带绝缘涂层的电极棒，包括棒体本体和棒尖部,并且棒尖部位于棒体本体的头部，在棒尖部上处于尖顶端部分为棒尖顶端，其特征在于，所述棒尖部外周设置一高温绝缘涂层，所述高温绝缘涂层未涂覆在所述棒尖顶端上，所述棒尖顶端处于允许导通状态。
2.如权利要求1所述的一种带绝缘涂层的电极棒，其特征在于， 棒体本体和棒尖部采用导电材料一体制成。
3.如权利要求1所述的一种带绝缘涂层的电极棒，其特征在于，所述棒尖部涂设的绝缘涂层材质采用陶瓷。
4.如权利要求1所述的一种带绝缘涂层的电极棒，其特征在于，所述棒尖部涂设的绝缘涂层采用超音速喷射工艺。
5.如权利要求1所述的一种带绝缘涂层的电极棒，其特征在于，高温绝缘涂层的厚度为9-11um。
6.如权利要求1或5所述的一种带绝缘涂层的电极棒，其特征在于，高温绝缘涂层的宽度为2.5-3cm。
7.一种光纤熔接机,至少包括高温电弧和正交光路,其特征在于,所述高温电弧是通过一对电极棒上实施高压高频放电以产生接熔高温电弧,所述电极棒包括棒体本体和棒尖部,并且棒尖部位于棒体本体的头部，在棒尖部上处于尖顶端部分为棒尖顶端，所述棒尖部外周设置一高温绝缘涂层，所述高温绝缘涂层未涂覆在所述棒尖顶端上，所述棒尖顶端处于允许导通状态。
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