CN104950395B - 一种光纤端面反射镜封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体涉及一种用于反射式光纤电流互感器的光纤端面反射镜的封装方法，包括以下步骤：（1.1）放置：光纤端面反射镜水平放置在石英片槽中；（1.2）固定：在增反膜以左和石英片左端口以右特定位置处涂第一种光纤固定胶，加热固化后静置；（1.3）套管及密封：将石英片套入石英毛细管，在两边端口处涂第二种光纤固定胶，加热固化后静置；（1.4）烘干：将石英毛细管放入高温烘干箱烘干后静置；（1.5）保护及外封装：在毛细管表面均匀涂上封装胶，外用钢化玻璃管套住；（1.6）温度循环；（1.7）静置后使用。这种光纤端面反射镜封装方法得到的结构具有结构简单、体积小、密封性好、可靠性高、长期使用稳定的突出优点。

Description

一种光纤端面反射镜封装方法
技术领域
本发明属于光纤端面反射镜封装技术领域，具体涉及一种用于反射式光纤电流互感器的光纤端面反射镜封装方法。
背景技术
反射式光纤电流互感器以其良好的电气绝缘性能、卓越的抗辐射能力、极快的频响及安全性高等特点，是替代传统电流互感器的理想产品，在新一代智能化变电站中具有无可替代的地位和广阔的市场前景。作为反射式光纤电流互感器户外部分的光学器件及其安装部件，由于无法经常更换，使用寿命被要求至少在10年以上。在恶劣的自然环境中常年工作，受风吹、日晒、雨淋、雷电等各种外界因素干扰，这就对其长期稳定性及可靠性提出了很高的要求。
反射镜是其中一个核心光学器件，其性能优劣直接影响互感器的正常工作与应用。市场上的反射镜多为透镜型，其封装结构复杂，体积大，份量重，不利于安装，且性能不稳定，无法满足光纤电流互感器的需要。目前反射式光纤电流互感器生产厂家常常采用的是光纤端面反射镜，即在光纤输出端面上镀增反膜，增反膜易受湿热的影响，导致反射率发生变化，影响反射镜性能，需要进行封装以保证其性能及强度。迄今为止还没有一个公认有效的封装结构和方法，而且这种反射镜受传感头结构限制体积要小，重量要轻。
因此，亟需研制一种适当的封装结构和方法，以保证反射镜体积适宜、性能稳定可靠。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光纤端面反射镜的封装方法，针对反射式光纤电流互感器实际应用状况，采用双层封装工艺来满足反射式光纤电流互感器的使用要求。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种光纤端面反射镜的封装方法，光纤端面反射镜从左至右依次设置光纤输出端、裸纤和增反膜，其中裸纤部分长度为2～3mm，增反膜镀在裸纤部分的最右端，包括以下步骤：
（1.1）放置：水平放置一件石英片，石英片的上表面开槽，光纤端面反射镜水平放置在槽中，增反膜距离石英片的右端1～2mm；
（1.2）固定：在距增反膜以左0.5～1mm和距石英片左端口以右0.5～1mm位置处涂第一种光纤固定胶，加热固化后静置；第一种光纤固定胶为按1：1比例掺杂石英粉的353ND胶，加热固化温度为120℃，固化时间为5分钟，固化后净置10分钟；
（1.3）套管及密封：将步骤（1.2）得到的石英片套入石英毛细管，在毛细管两边端口处涂第二种光纤固定胶，加热固化后静置；第二种光纤固定胶为按1：3比例掺杂石英粉的353ND胶；加热固化温度150℃，固化时间5分钟，多次点胶，直至管口完全密封，固化后净置10分钟；
（1.4）烘干：将步骤（1.3）得到的石英毛细管放入高温烘干箱烘干后静置；
（1.5）保护及外封装：在步骤（1.4）得到的毛细管表面均匀涂上封装胶，外用钢化玻璃管套住；
（1.6）温度循环：将步骤（1.5）得到的反射镜置于温箱内，在3℃/min的变温速率下进行从-50℃～+80℃的温度循环，温度从低温到高温再到低温为一个循环，共运行30个循环；
（1.7）静置：步骤（1.6）结束后将反射镜静置后使用。
进一步的，如上所述的一种光纤端面反射镜的封装方法，其中：所述步骤（1.1)～（1.3)需在30～40倍显微镜下进行。
进一步的，如上所述的一种光纤端面反射镜的封装方法，其中：步骤（1.1）中，所述石英片上开槽的形状为以下两种形状之一：梯形、U形。
进一步的，如上所述的一种光纤端面反射镜的封装方法，其中：步骤（1.4）中，烘干温度80℃，烘干24小时，烘干后净置24小时。
进一步的，如上所述的一种光纤端面反射镜的封装方法，其中：步骤（1.5）中，封装胶为704胶。
进一步的，如上所述的一种光纤端面反射镜的封装方法，其中：步骤（1.7）中，将反射镜静置24小时后使用。
进一步的，如上所述的一种光纤端面反射镜的封装方法，其中：光纤输出端的直径为250μm，裸纤的直径为125μm；石英片的厚度为1.6～1.8mm，长度为15～20mm；石英毛细管的直径为2.2～2.6mm，长度为23～27mm；钢化玻璃管的直径为2.8～3.2mm，长度为28～30mm。
发明提出的光纤端面反射镜封装结构与方法具有结构简单、体积小、密封性好、可靠性高、长期使用稳定的突出优点，使得此种反射镜在反射式光纤电流互感器中的应用中可完全取代透镜型反射镜，成为高精度、高稳定性、高可靠性反射式光纤电流互感器核心部件之一。
附图说明
图1为光纤端面反射镜封装结构示意图。
图2为封装制作工艺流程图。
图中：1.光纤输出端，2.封装胶（704胶），3.钢化玻璃管，4.石英毛细管，5.石英片，6.第一种光纤固定胶（353ND胶），7.增反膜，8.第二种光纤固定胶（353ND胶）。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行进一步详细说明。
一种光纤端面反射镜的封装方法，本发明光纤端面反射镜的封装结构示意图如图1所示。图中1为光纤输出端，2为封装胶（704胶），3为钢化玻璃管，4为石英毛细管，5为石英片，6为第一种光纤固定胶（353ND胶），7为增反膜，8为第二种光纤固定胶（353ND胶）。
流程方法如图2所示：光纤端面反射镜从左至右依次设置光纤输出端、裸纤和增反膜，其中裸纤部分长度为2～3mm，增反膜镀在裸纤部分的最右端，包括以下步骤：
（1.1）放置：水平放置一件石英片，石英片的上表面开槽，光纤端面反射镜水平放置在槽中，增反膜距离石英片的右端1～2mm；所述石英片上开槽的形状为以下两种形状之一：梯形、U形。
（1.2）固定：在距增反膜以左0.5～1mm和距石英片左端口以右0.5～1mm位置处涂第一种光纤固定胶，第一种光纤固定胶为按1：1比例掺杂石英粉的353ND胶，涂满间隙后用加热装置对胶加热固化，固化温度120度，固化时间5分钟。可多次点胶，直至完全固定，然后净置10分钟。
（1.3）套管及密封：将步骤（1.2）得到的石英片套入石英毛细管，在毛细管两边端口处涂第二种光纤固定胶，加热固化后静置；第二种光纤固定胶为按1：3比例掺杂石英粉的353ND胶；加热固化温度150℃，固化时间5分钟，多次点胶，直至管口完全密封，固化后净置10分钟；
（1.4）烘干：将步骤（1.3）得到的石英毛细管放入高温烘干箱烘干后静置；烘干温度80℃，烘干24小时，烘干后净置24小时。
（1.5）保护及外封装：在步骤（1.4）得到的毛细管表面均匀涂上封装胶，外用钢化玻璃管套住；钢化玻璃管慢慢地移动，套住毛细管，边套边添胶，最后用704胶完全封住钢化玻璃管3两端。
（1.6）温度循环：将步骤（1.5）得到的反射镜置于温箱内，在3℃/min的变温速率下进行从-50℃～+80℃的温度循环，温度从低温到高温再到低温为一个循环，共运行30个循环；
（1.7）静置：步骤（1.6）结束后将反射镜静置后使用，在本实施例中静置24小时。
进一步的，如上所述的一种光纤端面反射镜的封装方法，其中：所述步骤（1.1)～（1.3)需在30～40倍显微镜下进行。光纤输出端的直径为250μm，裸纤的直径为125μm；石英片的厚度为1.6～1.8mm，长度为15～20mm；石英毛细管的直径为2.2～2.6mm，长度为23～27mm；钢化玻璃管的直径为2.8～3.2mm，长度为28～30mm。

Claims (7)

1.一种光纤端面反射镜封装方法，光纤端面反射镜从左至右依次设置光纤输出端、裸纤和增反膜，其中裸纤部分长度为2～3mm，增反膜镀在裸纤部分的最右端，其特征在于，包括以下步骤：
(1.1)放置：水平放置一件石英片，石英片的上表面开槽，光纤端面反射镜水平放置在槽中，增反膜距离石英片的右端1～2mm；
(1.2)固定：在距增反膜以左0.5～1mm和距石英片左端口以右0.5～1mm位置处涂第一种光纤固定胶，加热固化后静置；第一种光纤固定胶为按1：1比例掺杂石英粉的353ND胶，加热固化温度为120℃，固化时间为5分钟，固化后静置10分钟；
(1.3)套管及密封：将步骤(1.2)得到的石英片套入石英毛细管，在毛细管两边端口处涂第二种光纤固定胶，加热固化后静置；第二种光纤固定胶为按1：3比例掺杂石英粉的353ND胶；加热固化温度150℃，固化时间5分钟，多次点胶，直至管口完全密封，固化后静置10分钟；
(1.4)烘干：将步骤(1.3)得到的石英毛细管放入高温烘干箱烘干后静置；
(1.5)保护及外封装：在步骤(1.4)得到的毛细管表面均匀涂上封装胶，外用钢化玻璃管套住；
(1.6)温度循环：将步骤(1.5)得到的反射镜置于温箱内，在3℃/min的变温速率下进行从-50℃～+80℃的温度循环，温度从低温到高温再到低温为一个循环，共运行30个循环；
(1.7)静置：步骤(1.6)结束后将反射镜静置后使用。
2.如权利要求1所述的一种光纤端面反射镜封装方法，其特征在于：所述步骤(1.1)～(1.3)需在30～40倍显微镜下进行。
3.如权利要求1所述的一种光纤端面反射镜封装方法，其特征在于：步骤(1.1)中，所述石英片上开槽的形状为以下两种形状之一：梯形、U形。
4.如权利要求1所述的一种光纤端面反射镜封装方法，其特征在于：步骤(1.4)中，烘干温度80℃，烘干24小时，烘干后静置24小时。
5.如权利要求1所述的一种光纤端面反射镜封装方法，其特征在于：步骤(1.5)中，封装胶为704胶。
6.如权利要求1所述的一种光纤端面反射镜封装方法，其特征在于：步骤(1.7)中，将反射镜静置24小时后使用。
7.如权利要求1所述的一种光纤端面反射镜封装方法，其特征在于：光纤输出端的直径为250μm，裸纤的直径为125μm；石英片的厚度为1.6～1.8mm，长度为15～20mm；石英毛细管的直径为2.2～2.6mm，长度为23～27mm；钢化玻璃管的直径为2.8～3.2mm，长度为28～30mm。
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