CN107797193B - 一种光波导密封穿舱插座 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光波导密封穿舱插座，包括壳体、套筒合件、导光棒及螺钉，本发明采用设有隔墙及台阶孔的壳体，采用设有陶瓷套筒及金属套管的套筒合件，将导光棒置于壳体中部隔墙的台阶孔内，套筒合件设于壳体隔墙的两侧，且导光棒的两端与套筒合件的陶瓷套筒插接；本发明构成了无纤化光路焊接密封技术，通过导光棒与金属外壳焊接方式实现光路密封，采用陶瓷套筒精密对中，保证光路的信号传输，克服了裸光纤焊接不可靠的技术难题。具有工艺简单、密封可靠、耐环境性能好，抗污能力强的优点。

Description

一种光波导密封穿舱插座
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其是一种光波导密封穿舱插座。
背景技术
光纤通信技术具有损耗低、容量大、重量轻、抗电磁干扰、抗辐射能力以及抗腐蚀能力强等突出优点，已拓展到军事应用领域。国内对地面军用光纤通信的应用已经积累了一些经验，但在某些高端核心领域，如空间站建设以及空间一体化雷达系统中，穿舱大数据高速传输的应用还刚刚起步，迫切需要光纤穿舱插座具有高气密性：即泄漏率≤1×10- 10pa.m3/s；耐冲击性：即3000Hz、1500g；耐极高低温环境：即-60℃～+125℃，的特点。
现有技术的光纤穿舱插座光纤与陶瓷套管采用环氧胶密封，其易老化，密封可靠性不高、耐温度冲击性能差，不能满足空间环境使用要求。
目前对于高气密性要求的产品主要采用光纤焊接密封方案予以解决，其实施过程为：将裸光纤金属化，再通过AuSn焊料将光纤与镀金镍管进行焊接，实现光纤与镍管的密封；然后通过SnPb焊料将镀金镍管与外壳法兰焊接在一起，实现镍管与外壳法兰的密封，最终实现光纤和外壳法兰之间的密封；最后在外壳法兰两端制备插芯接触件，组装插座装配体。该种密封方案将密封位置与插针对接位置分开，摆脱了光纤与陶瓷插针之间的环氧胶密封。但该方案仍存在以下不足：
a）该方案需对裸光纤进行金属化和焊接，这些工序极有可能损伤光纤，并且这种损伤极难检测；b) 该种插座装配体尺寸长，其耐振动、抗冲击性能不高，且不利于节省空间和重量；c）该方案需要两次焊接，焊接工艺复杂。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种光波导密封穿舱插座，本发明采用设有隔墙及台阶孔的壳体，采用设有陶瓷套筒及金属套管的套筒合件，将导光棒置于壳体中部隔墙的台阶孔内，套筒合件设于壳体隔墙的两侧，且导光棒的两端与套筒合件的陶瓷套筒插接；本发明构成了无纤化光路焊接密封技术，通过导光棒与金属外壳焊接方式实现光路密封，采用陶瓷套筒精密对中，保证光路的信号传输，克服了裸光纤焊接不可靠的技术难题。具有工艺简单、密封可靠、耐环境性能好，抗污能力强的优点。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种光波导密封穿舱插座，其特征点包括壳体、套筒合件、导光棒及螺钉；
所述壳体为中部设有隔墙的筒状件，隔墙上沿圆周设有数个台阶孔、中心设有螺纹孔，隔墙上还设有两个定位孔；
所述套筒合件由陶瓷套筒、上盖、下盖及金属套管组成，其中，上盖、下盖均为沿圆周设有数个套管孔的圆板件，上盖上中心设有通孔、板面上设有凹圆、工艺孔及键槽，下盖上中心设有螺纹孔、板面上设有定位销及凸键，下盖扣装在上盖的凹圆内，下盖的凸键与上盖的键槽插合，陶瓷套筒及金属套管均为数件，陶瓷套筒插接在金属套管内，金属套管插接在上盖及下盖的套管孔内；
所述导光棒为数件，依次插接在壳体的台阶孔内，导光棒两端等长延伸至壳体隔墙的两外侧，套筒合件为两组，分别由壳体隔墙的两侧装入壳体的筒状件内，下盖的定位销与隔墙的定位孔插合，导光棒的两端分别插接于套筒合件的陶瓷套筒内，螺钉穿过上盖的通孔、螺纹段通过下盖的螺纹孔再与壳体的螺纹孔啮合，并将上盖、下盖与壳体固连。
所述的导光棒的为玻璃光波导，导光棒的两端面均镀覆有增透膜；
所述的导光棒及壳体的台阶孔二者的接触部位均镀覆有金Au层，导光棒及壳体的台阶孔之间由AuSn焊料焊接。
所述的螺钉为螺杆上设有一段光杆的防脱出螺钉。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的A--A剖视图；
图3为导光棒的结构示意图；
图4为上盖及下盖的结构示意图。
具体实施方式
参阅图1、图2、图3、图4，本发明包括壳体1、套筒合件2、导光棒3及螺钉4；
所述壳体1为中部设有隔墙11的筒状件，隔墙11上沿圆周设有数个台阶孔12、中心设有螺纹孔13，隔墙11上还设有两个定位孔14；
所述套筒合件2由陶瓷套筒21、上盖23、下盖24及金属套管25组成，其中，上盖23、下盖24均为沿圆周设有数个套管孔231的圆板件，上盖23上中心设有通孔233、板面上设有凹圆、工艺孔234及键槽232，下盖24上中心设有螺纹孔241、板面上设有定位销244及凸键242，下盖24扣装在上盖23的凹圆内，下盖24的凸键242与上盖23的键槽232插合，陶瓷套筒21及金属套管25均为数件，陶瓷套筒21插接在金属套管25内，金属套管25插接在上盖23及下盖24的套管孔231内；
所述导光棒3为数件，依次插接在壳体1的台阶孔12内，导光棒3两端等长延伸至壳体1隔墙11的两外侧，套筒合件2为两组，分别由壳体1隔墙11的两侧装入壳体1的筒状件内，下盖24的定位销244与隔墙11的定位孔14插合，导光棒3的两端分别插接于套筒合件2的陶瓷套筒21内，螺钉4穿过上盖23的通孔233、螺纹段通过下盖24的螺纹孔241再与壳体1的螺纹孔13啮合，并将上盖23、下盖24与壳体1固连。
参阅图1、图3，所述的导光棒3的为玻璃光波导，导光棒3的两端面均镀覆有增透32。
所述的导光棒3及壳体1的台阶孔12二者的接触部位均镀覆有金Au层31，导光棒3及壳体1的台阶孔12之间由AuSn焊料焊接。
所述的螺钉4为螺杆上设有一段光杆的防脱出螺钉。
实施例
本发明玻璃导光棒3与不锈钢壳体1的台阶孔12插接，在导光棒3与台阶孔12之间采用AuSn焊料焊接，实现了无纤化密封，简化光路密封的工艺过程，提高了密封可靠性。
本发明导光棒3为大通光孔径的玻璃光波导，是裸光纤通光孔径的50倍以上，显著提高密封穿舱插座的耐污物能力，导光棒3的两端面均镀覆有增透膜32，使光路的耦合效率得以提高。
为提高导光棒3与台阶孔12之间的焊接性能，本发明采用在导光棒3及壳体1的台阶孔12二者的接触部位均镀覆有金Au层31，并在导光棒3及壳体1的台阶孔12之间填充有AuSn焊料，由电磁焊接炉中完成焊接，实现导光棒3与壳体1的密封。
为提高密封穿舱插座的光学性能，本发明在壳体1隔墙11的两侧设置了套筒合件2，所述套筒合件2由陶瓷套筒21、上盖23、下盖24及金属套管25组成，其中，上盖23、下盖24均为沿圆周设有数个套管孔231、中心设有通孔233的圆板件，上盖23上设有凹圆及键槽232，下盖24上设有定位销244及凸键242，下盖24扣装在上盖23的凹圆内，下盖24的凸键242分别与上盖23的键槽232插合，实现上盖23与下盖24之间的装配定位，确保上盖23、下盖24之间的数个套管孔231的同轴度，以提高密封穿舱插座的光学性能。
陶瓷套筒21及金属套管25均为数件，陶瓷套筒21插接在金属套管25内，金属套管25插接在上盖23及下盖24的套管孔231内，金属套管25与上盖23及下盖24的套管孔231选择间隙配合，以保证陶瓷套筒21具有浮动性，提高光路对中精度。
通过金属套管25的内壁与陶瓷套筒21外壁紧密配合，用于抵御陶瓷套筒21的径向力，保护陶瓷套筒21不会因冲击而发生碎裂。
为便于与机柜的安装，本发明在壳体1的外壁中部设置有安装法兰，所述安装法兰与安装面板通过焊接实现插座的安装固定和密封，所述壳体1沿接插方向的两端均设置有对接接口和可放置密封圈的环槽，所述环槽装有橡胶垫，实现对接界面的防尘、防水汽。
本发明壳体1、套筒合件2及导光棒3的结构不仅装拆简单，便于对导光棒清洁维护，而且套筒合件2下盖24扣装在上盖23的凹圆内，下盖24的凸键242与上盖23的键槽232插合，下盖24的定位销244与隔墙11的定位孔14插合的结构，以及上盖23的工艺孔234的设置，便于套筒合件2的拆卸及对导光棒3端面的清洁，保证了密封穿舱插座的光学性能。
本发明解决了裸光纤焊接可靠性差的技术难题，同时采用大通光孔径的导光棒3进行光路传输，显著提密封穿舱插座的抗污能力，并采用可浮动的陶瓷套筒21保证了光路的精密对中，具有密封可靠，耐环境性能好，工艺简单的优点。

Claims (3)

1.一种光波导密封穿舱插座，其特征在于它包括壳体（1）、套筒合件（2）、导光棒（3）及螺钉（4），所述壳体（1）为中部设有隔墙（11）的筒状件，隔墙（11）上沿圆周设有数个台阶孔（12）、中心设有螺纹孔（13），隔墙（11）上还设有两个定位孔（14）；
所述套筒合件（2）由陶瓷套筒（21）、上盖（23）、下盖（24）及金属套管（25）组成，其中，上盖（23）、下盖（24）均为沿圆周设有数个套管孔（231）的圆板件，上盖（23）上中心设有通孔（233）、板面上设有凹圆、工艺孔（234）及键槽（232），下盖（24）上中心设有螺纹孔（241）、板面上设有定位销（244）及凸键（242），下盖（24）扣装在上盖（23）的凹圆内，下盖（24）的凸键（242）与上盖（23）的键槽（232）插合，陶瓷套筒（21）及金属套管（25）均为数件，陶瓷套筒（21）插接在金属套管（25）内，金属套管（25）插接在上盖（23）及下盖（24）的套管孔（231）内；
所述导光棒（3）为数件，依次插接在壳体（1）的台阶孔（12）内，导光棒（3）两端等长延伸至壳体（1）隔墙（11）的两外侧，套筒合件（2）为两组，分别由壳体（1）隔墙（11）的两侧装入壳体（1）的筒状件内，下盖（24）的定位销（244）与隔墙（11）的定位孔（14）插合，导光棒（3）的两端分别插接于套筒合件（2）的陶瓷套筒（21）内，螺钉（4）穿过上盖（23）的通孔（233）、螺纹段通过下盖（24）的螺纹孔（241）再与壳体（1）的螺纹孔（13）啮合，并将上盖（23）、下盖（24）与壳体（1）固连；其中：
所述导光棒（3）及壳体（1）的台阶孔（12）二者的接触部位均镀覆有金Au层（31），导光棒（3）及壳体（1）的台阶孔（12）之间由AuSn焊料焊接。
2.根据权利要求1所述的一种光波导密封穿舱插座，其特征在于导光棒（3）的为玻璃光波导，导光棒（3）的两端面均镀覆有增透膜（32）。
3.根据权利要求1所述的一种光波导密封穿舱插座，其特征在于螺钉（4）为螺杆上设有一段光杆的防脱出螺钉。
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