CN109397617B - 一种光纤水听器探头的灌注封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种光纤水听器探头的灌注封装方法，其使得透声材料在灌装过程中充分进入到光纤环和弹性筒之间的缝隙内，提升了水听器探头生产的良品率以及其长时间使用的可靠性。将水听器探头在常压下进行灌注透声材料，在透声材料未固化时，将光纤水听器探头整体放入密闭容器内，密闭空腔内升压并保压，一定时间后，透声材料在密闭容器内完成固化，完成封装。

Description

一种光纤水听器探头的灌注封装方法
技术领域
本发明涉及光纤水听器制作的技术领域，具体为一种光纤水听器探头的灌注封装方法。
背景技术
光纤水听器是一种建立在光纤、光电技术基础上的水下声信号传感器。它通过高灵敏度的光学相干检测，将水声震动转换成光信号，通过光纤传至信号处理系统提取声信号信息。
光纤水听器探头的结构、见图1，其通常包括支撑保护骨架1、弹性筒2、光纤环3以及透声材料4。现有的封装方法是采用常压灌注的方法将透声材料包覆在光纤环周围，起到透声以及结构保护和水密的作用。由于光纤环密排在弹性筒之上，光纤之间的缝隙很小，而灌封材料相对来说粘度较大，这就导致灌封材料不能完全的浸润渗透光纤环与弹性筒之间的缝隙5，它们之间会有不规则的空腔。在环境温度和压力的变化下光纤所受应力不均匀，从而造成光纤受损，导致整个光纤水听器探头的失效。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种光纤水听器探头的灌注封装方法，其使得透声材料在灌装过程中充分进入到光纤环和弹性筒之间的缝隙内，提升了水听器探头生产的良品率以及其长时间使用的可靠性。
一种光纤水听器探头的灌注封装方法，其特征在于：将水听器探头在常压下进行灌注透声材料，在透声材料未固化时，将光纤水听器探头整体放入密闭容器内，密闭空腔内升压并保压，一定时间后，透声材料在密闭容器内完成固化，完成封装。
其进一步特征在于：
将光纤环布于弹性筒的外壁后、形成光纤环，在常压环境下将透声材料灌装于光纤环的外露表面，使得透声材料包覆在光纤环的外露表面，在透声材料未固化状态下，将整个光纤水听器探头放入到密闭容器的空腔内，封装住密闭容器，之后向密闭空腔内注入高压气体，使得密闭空腔内的压力达到足以使得弹性筒发生微量收缩、而光纤环没有形变，之后保压一定时间，使得透声材料充分进入到光纤环和弹性筒之间的缝隙内，同时在保压时间内透声材料进行固化，完成封装。
其更进一步特征在于：
所述密闭空腔内的压力大于0MPa、且小于3 MPa；
所述高压气体包括但不限于为氮气、氩气、氦气、氖气的惰性气体中的一种或至少两种混合气体；
所述密闭空腔内的压力持续均匀作用于透声材料的外表面上的各个部位；
所述透声材料在密闭容器内保压固化的过程中，进行常温保压固化；
所述透声材料在密闭容器内保压固化的过程中，为了加快固化时间，根据透声材料的材质，进行加热固化。
采用本发明的技术后，在压力条件下弹性筒略微收缩、而光纤环则没有形变，使得透声材料在压力的条件下顺利进入弹性筒和光纤环之间的缝隙中，进而使得透声材料完全包覆在每根光纤的周围，行成稳定的结构，在环境压力和温度的变化下，透声材料能够对光纤环提供很好的保护，从而提高光纤水听器探头的可靠性，即本发明利用加压的方式，在灌注封装过程中将透声材料完全包覆在密排光纤的周围；通过实际生产验证，在常压灌注封装方式下，环境应力筛选后，光纤水听器探头因光纤损坏的失效率约为20%。而采用本发明所述方法封装的探头，因光纤损坏的失效率为0%。极大提升了水听器探头生产的良品率以及其长时间使用的可靠性。
附图说明
图1为光纤水听器探头的结构示意图；
图2为图1的A处局部放大结构示意图；
图3为通过本发明进行制作光纤水听器的灌注封装示意原理图；
图4为图3的B处局部放大结构示意图；
图中序号所对应的名称如下：
支撑保护骨架1、弹性筒2、光纤环3以及透声材料4、缝隙5。
具体实施方式
一种光纤水听器探头的灌注封装方法，见图3、图4：将水听器探头在常压下进行灌注透声材料，在透声材料未固化时，将水听器探头放入密闭容器内，密闭空腔内升压并保压，一定时间后，将透声材料进行固化，完成封装。
其具体方法如下：
将光纤环布于弹性筒2的外壁后、形成光纤环3，在常压环境下将透声材料4灌装于光纤环3的外露表面，使得透声材料4包覆在光纤环3的外露表面，在透声材料2未固化状态下，将整个光纤水听器探头放入到密闭容器的空腔内，封装住密闭容器，之后向密闭空腔内注入高压气体，使得密闭空腔内的压力达到足以使得弹性筒2发生微量收缩、而光纤环3没有形变，之后保压一定时间，使得透声材料4充分进入到光纤环3和弹性筒2之间的缝隙内，同时在保压时间内透声材料4进行固化，完成封装；
密闭空腔内的压力大于0MPa、且小于3 MPa；
高压气体包括但不限于为氮气、氩气、氦气、氖气的惰性气体中的一种或至少两种混合气体；
密闭空腔内的压力持续均匀作用于透声材料的外表面上的各个部位；
透声材料4在密闭容器内保压固化的过程中，进行常温保压固化；或者为了加快固化时间，根据透声材料4的材质，进行加热固化。
图3中的箭头方向为压力作用方向。
具体实施例：当透声材料4为聚氨酯时、弹性筒2的材质为PC时，将光纤环布于弹性筒2的外壁后、形成光纤环3，在常压环境下将透声材料4灌装于光纤环3的外露表面，使得透声材料4包覆在光纤环3的外露表面，在透声材料4未固化状态下，将整个光纤水听器探头放入到密闭容器的空腔内，封装住密闭容器，之后向密闭空腔内注入高压惰性气体，使得密闭空腔内的压力达到1 MPa，之后保压8小时，使得透声材料4充分进入到光纤环3和弹性筒2之间的缝隙内，使得透声材料4完全包覆在密排光纤的周围，同时在保压时间内透声材料进行固化，完成封装。
其工作原理如下：在压力条件下弹性筒略微收缩、而光纤环则没有形变，使得透声材料在压力的条件下顺利进入弹性筒和光纤环之间的缝隙中，进而使得透声材料完全包覆在每根光纤的周围，行成稳定的结构，在环境压力和温度的变化下，透声材料能够对光纤环提供很好的保护，从而提高光纤水听器探头的可靠性，即本发明利用加压的方式，在灌注封装过程中将透声材料完全包覆在密排光纤的周围；通过实际生产验证，在常压灌注封装方式下，环境应力筛选后，光纤水听器探头因光纤损坏的失效率约为20%。而采用本发明方法封装的探头，因光纤损坏的失效率为0%。极大提升了水听器探头生产的良品率以及其长时间使用的可靠性。
以上对本发明的具体实施例进行了详细说明，但内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种光纤水听器探头的灌注封装方法，其特征在于：将水听器探头在常压下进行灌注透声材料，在透声材料未固化时，将光纤水听器探头整体放入密闭容器内，密闭空腔内升压并保压，一定时间后，透声材料在密闭容器内完成固化，完成封装；将光纤环布于弹性筒的外壁后、形成光纤环，在常压环境下将透声材料灌装于光纤环的外露表面，使得透声材料包覆在光纤环的外露表面，在透声材料未固化状态下，将整个光纤水听器探头放入到密闭容器的空腔内，封装住密闭容器，之后向密闭空腔内注入高压气体，使得密闭空腔内的压力达到足以使得弹性筒发生微量收缩、而光纤环没有形变，之后保压一定时间，使得透声材料充分进入到光纤环和弹性筒之间的缝隙内，同时在保压时间内透声材料进行固化，完成封装。
2.如权利要求1所述的一种光纤水听器探头的灌注封装方法，其特征在于：所述密闭空腔内的压力大于0MPa、且小于3MPa。
3.如权利要求1所述的一种光纤水听器探头的灌注封装方法，其特征在于：所述高压气体包括氮气、氩气、氦气、氖气的惰性气体中的一种或至少两种混合气体。
4.如权利要求1所述的一种光纤水听器探头的灌注封装方法，其特征在于：所述密闭空腔内的压力持续均匀作用于透声材料的外表面上的各个部位。
5.如权利要求1所述的一种光纤水听器探头的灌注封装方法，其特征在于：所述透声材料在密闭容器内保压固化的过程中，进行常温保压固化。
6.如权利要求1所述的一种光纤水听器探头的灌注封装方法，其特征在于：所述透声材料在密闭容器内保压固化的过程中，为了加快固化时间，根据透声材料的材质，进行加热固化。
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