CN107300740A - 一种在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置，包括中心开有多个通孔的密封法兰和光纤转接头，光纤转接头插入到所述通孔中，光纤转接头和通孔之间用焊锡焊接密封，密封法兰与超低温杜瓦之间通过金属密封或橡胶密封的密封方式密封。本发明的密封装置结构简单，可以在工作温度为77K～4.2K的超低温杜瓦上使用、且能够快速安装和拆卸超低温杜瓦内外的光纤，在保证了超低温杜瓦内外光信号连通的同时极好的保证了超低温杜瓦内的真空度。
Description
技术领域
本发明涉及一种密封光纤的装置，具体的说是一种在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置。
背景技术
光纤是一种主要由石英玻璃制成的纤维，利用光的全反射原理传导光信号，其具有较高的化学稳定性，利用光纤作为传输介质的光纤传感器具有抗电磁干扰、体积小等优点，因此被广泛应用于测量和监测多种物理量。随着超导和低温技术的发展，在强磁场、超低温(77K～4.2K)环境下，光纤传感器的应用也越来越广泛，有时由于实验的需求，需要将光纤传感器安装在超低温(77K～4.2K)杜瓦内部工作，同时需要将光纤从超低温杜瓦中引出，引出光纤时既要保证光纤中光信号的连通，也要保证超低温杜瓦内部的真空度。
目前，针对上述问题，中国专利“低温下密封光纤的装置”(专利号CN 101551491A)所采用的方式是，在密封法兰中心开有多个光纤密封孔，将外表镀有一层金属层的光纤以插针的形式，插入到光纤密封孔中，然后利用焊锡将光纤密封孔与光纤的金属层之间的缝隙填满并粘接，使之形成密封。但这种以光纤(经过封装或涂层)本身作为插针的直通式(需要将光纤直接穿过法兰上的密封孔)方式，不能方便的拆卸或连接低温容器内外的光纤，使用时极不方便；同时，由于该装置需要在常温或高温状态下加工完成，因此在超低温(77K～4.2K)杜瓦上使用时，由于温度跨度很大，极有可能因为不同材料(光纤、金属层和焊锡)的热膨胀系数的差别，以及光纤密封孔与光纤的金属层之间的密封方式，导致光纤插针的损坏或者脱离，进而无法连通超低温杜瓦内外的光路或密封不严。另外将一截光纤经过金属封装或涂层后以插针的形式插入到法兰上预留的小通孔内，然后运用焊锡实现光纤通路处的密封，这些方式增加了整体制造工艺的复杂性，且光纤需要经过特殊的表面处理(封装、涂层或镀膜)，在实施过程中稍不留意就有可能损坏光纤。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种在超低温(77K～4.2K)杜瓦上使用的光纤快接密封装置，在保证了超低温杜瓦内部真空度的同时，实现了超低温杜瓦内外光纤的快接功能。
本发明的目的是这样实现的：一种在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置，包括中心开有多个通孔的密封法兰和光纤转接头，光纤转接头插入到通孔中，通孔与光纤转接头上最大外径处的间隙小于等于0.5mm，通孔与光纤转接头之间的间隙填充有焊锡，使通孔与光纤转接头之间焊接密封。
进一步，密封法兰与超低温杜瓦之间通过金属密封或橡胶密封的方式密封。
进一步，光纤转接头上设置有接头插入孔，接头插入孔用于与带有光纤接头的光纤通过插/拔的方式连通/断开。
进一步，其特征在于，密封装置在工作温度为77K～4.2K的超低温杜瓦上使用。
进一步，密封法兰的形式可以用CF法兰结构，也可用KF法兰结构。
本发明的优点在于：本发明的一种在超低温(77K～4.2K)杜瓦上使用的光纤快接密封装置运用光纤转接头和密封法兰相结合的方式，将光纤转接头作为插针，在密封转接处实现了光路的连通和结构的密封，在保证了超低温杜瓦内部真空度的同时，实现了超低温杜瓦内外光纤的快接功能，可以方便的对超低温杜瓦内外的光纤进行安装或拆卸，且结构简单，容易加工，同时克服了现有技术中用光纤本身(经过封装或涂层)作为插针的结构所带来的结构复杂，加工工艺繁琐，以及在超低温环境下易损坏光纤插针等不足。
附图说明
图1为本发明的在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置的结构示意图；
图2为本发明的在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置与光纤的接线示意图；
其中，1-光纤转接头；2-接头插入孔；3-密封法兰；4-螺孔；5-通孔,6-光纤接头,7-光纤。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，需要注意的是，本实施例中是以CF法兰密封装置为例，KF法兰光纤密封装置的核心结构(光纤密封和转接方式)与CF法兰密封装置完全相同，故KF法兰光纤密封装置在实施例中不再介绍。
本发明为一种在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置，如附图1所示，包括中心开有多个通孔5的密封法兰3和光纤转接头1，光纤转接头1插入到通孔5中，通孔5与光纤转接头1上最大外径处的间隙小于等于0.5mm，通孔5与光纤转接头1之间的间隙填充有焊锡，使通孔5与光纤转接头1焊接密封。
光纤转接头1本身是密封结构，且大都由金属材料加工制成，可直接用焊锡焊接密封通孔5和光纤转接头1之间的缝隙，光纤转接头1上的接头插入孔2可以方便的与另一根带有光纤接头的光纤通过插/拔的方式连通/断开。
附图2为本装置的接线示意图，将光纤密封法兰3安装在液氦杜瓦上，其密封方式可以选用金属密封或橡胶密封，液氦杜瓦内外的光纤接头6可以与光纤密封法兰3中心处的光纤转接头1以一一对应的方式连接在一起；光纤转接头1朝向杜瓦内部的端口可以通过插/拔的方式连接/断开杜瓦内已经布置好的光纤光栅传感器的光纤接头6，同理，光纤转接头1朝向杜瓦外部的端口也可以通过插/拔的方式连接/断开杜瓦外的已经连接到光纤解调仪上的光纤的接头6，这样在保证了液氦杜瓦内真空度的同时，也连通了液氦杜瓦内外的光纤7的光信号，其中，液氦杜瓦内的光纤7的另一端连接有相应的光纤传感器(用来监测杜瓦内相关设备的物理量)，液氦杜瓦外的光纤7的另一端与光纤解调仪连接(用来分析传输出来的光信号)。由于液氦杜瓦内外的光纤接头6与光纤密封法兰3中心处的光纤转接头1以快插方式连接，方便拆卸，所以当实验完成以后(或者在实验过程中需要打开杜瓦进行设备的调整)可以方便的断开液氦杜瓦内外的光纤接头6，并且不会对液氦杜瓦内外的光纤造成损伤，方便再次利用。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置，包括中心开有多个通孔的密封法兰，其特征在于，还包括光纤转接头，所述光纤转接头插入到所述通孔中。
2.根据权利要求1所述的一种在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置，其特征在于，所述通孔与所述光纤转接头上最大外径处的间隙小于等于0.5mm。
3.根据权利要求2所述的一种在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置，其特征在于，所述通孔与所述光纤转接头之间的间隙填充有焊锡，使所述通孔与所述光纤转接头焊接密封。
4.根据权利要求3所述的一种在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置，其特征在于，所述密封法兰与超低温杜瓦之间通过金属密封或橡胶密封的方式密封。
5.根据权利要求4所述的一种在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置，其特征在于，所述光纤转接头上设置有接头插入孔，所述接头插入孔用于与带有光纤接头的光纤通过插/拔的方式连通/断开。
6.根据权利要求5所述的一种在超低温杜瓦上使用的光纤快接密封装置，其特征在于，所述密封装置在工作温度为77K～4.2K的超低温杜瓦上使用。
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