CN111804504A - 一种基于毛细作用的光纤环圈制作用在线施胶装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于毛细作用的光纤环圈制作用在线施胶装置，包括安装基座、胶液池、形成竖向狭缝的施胶构件、胶液池盖；胶液池置于安装基座上端的安装平台上，安装基座上端的注胶嘴与胶液池底部设置的注胶嘴插装孔密封插装配合，注胶嘴与安装基座一侧面之间连通有注胶通道，通过接头与管路与外设的注胶系统连接；安装基座下端的安装槽内嵌装有电加热板，安装基座位于注胶嘴位置安装有温度传感器；在胶液池一侧设置有液位观察窗口，并安装有透明挡板，在胶液池外正对液位观察窗口的位置设有光电式液位传感器；施胶构件垂直安装在胶液池内，其上端部从胶液池盖的开孔伸出，形成供光纤穿过的施胶作用部。本装置结构简单、施胶方便、可实现在线施胶。

Description

一种基于毛细作用的光纤环圈制作用在线施胶装置
技术领域
本发明属于光纤环圈制作技术领域，具体涉及一种基于毛细作用的光纤环圈制作用在线施胶装置。
背景技术
光纤环圈是由光纤缠绕并经胶液固形而成的环状光学敏感元件，是光纤陀螺、光纤电流互感器等仪器的核心。其制作技术的优劣直接决定了前述仪器仪表的性能表现。胶液是组成光纤环圈的两种物料之一(另一种即是光纤)，其作用是保证光纤环圈内光纤的位置，从而使得环圈产品获得稳定可靠的精度性能。因此，施胶技术是光纤环圈制作技术中不可或缺的一环。
目前，国内外在光纤环圈施胶技术方面主要有线下施胶和在线施胶两种，两种方案各有优势：线下施胶适用于大批量产的环圈产品，但因其在施胶过程中会扰动产品内光纤的位置，所以，仅适用于较低精度性能的环圈产品；在线施胶恰好弥补了这一劣势，其施胶过程不会影响产品内光纤的位置精度，但较之前者，其占用工时相对较长且对施胶装置要求较高，因此适用于中高精度的环圈产品。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构简单、施胶方便、维护成本低、且无胶液泄漏的基于毛细作用的光纤环圈制作用在线施胶装置。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案为：
一种基于毛细作用的光纤环圈制作用在线施胶装置，其特征在于：包括安装基座、胶液池、形成竖向狭缝的施胶构件、胶液池盖；
所述安装基座的上端设置安装平台，所述胶液池置于安装平台上，在安装基座的上端设置有向上伸出的注胶嘴，注胶嘴与安装基座的一侧面之间连通有注胶通道，注胶通道通过接头和管路与外设的注胶系统连接，注胶系统由注胶泵及胶液存储装置连接构成；在胶液池的底部设置有注胶嘴插装孔，所述注胶嘴穿经注胶嘴插装孔、其上端伸入到胶液池内，注胶嘴插装孔与注胶嘴的配合部位之间安装密封圈；
所述安装基座的下端设置有安装槽，在安装槽内嵌装有电加热板，在安装基座位于注胶嘴位置安装有用于检测胶液池内胶液温度的温度传感器；
在胶液池的一侧设置有液位观察窗口，在液位观察窗口内密封安装有透明挡板，在胶液池外正对液位观察窗口的位置设置有光电式液位传感器；
所述施胶构件垂直安装在胶液池内，所述胶液池盖扣盖在胶液池的顶部开口端，在胶液池盖上对应于施胶构件的位置设置有开孔，施胶构件的上端部从开孔伸出，形成供光纤穿过的施胶作用部。
进一步的：所述施胶构件由两个L型的浸润调节架和架座构成，架座固定在胶液池的底面上，在架座的上端设置有调节长槽，两个浸润调节架对称设置，两浸润调节架的底部横边以可调节的方式嵌装固定在调节长槽内，两个浸润调节架的竖边之间形成竖向狭缝。
进一步的：所述透明挡板采用玻璃板。
本发明具有的优点和积极效果：
1、本在线施胶装置主要由胶液池、给胶液池供胶的注胶系统、液位传感器、电加热板、温度传感器、形成竖向狭缝的施胶构件构成；注胶系统和液位传感器配合，使胶液不断地补充至胶液池中并控制胶液位置使之稳定在工作高度；电加热板和温度传感器配合控制胶液温度，使之达到并保持工作温度；胶液会因毛细作用而在施胶构件的狭缝中爬升一定高度，当光纤以低于狭缝中胶液爬升位置的高度穿过狭缝时，狭缝中的光纤即浸没于胶液中，随着光纤在狭缝中穿行，狭缝中的胶液不断地被光纤带走，实现了在线施胶。
2、本在线施胶装置构成件少，组装方便、整体结构简单、且维护成本低；光纤连续穿过施胶构件的窄缝即可实现施胶，具有施胶方便的优点；在安装基座和胶液池的配合部位设置密封圈，避免了胶液泄漏；通过调整施胶构件的竖向窄缝的间隙或改变浸润调节架的材料，可保证狭缝内胶液位置高度达到工作高度，满足不同直径光纤或者不同浸润性的胶液的使用，具有适应性强的优点。
附图说明
图1是本发明液体因毛细作用在狭缝中爬升示意图；
图2是本发明的发明总体构成示意图；
图3是本发明的发明总体构成爆炸图；
图4是本发明去除胶液池盖后内部构成示意图；
图5是本发明总体构成剖面示意图；
图6是本发明施胶过程中光纤浸没于胶液示意图。
具体实施方式
下面结合图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
本发明提出一种基于毛细作用的光纤环圈制作用在线施胶装置，其功能部分是使用可被胶液浸润的材料制成的细小狭缝和带有液位传感器的胶液池，因可被胶液浸润，所以当狭缝被置于盛有胶液的胶液池中，胶液会因毛细作用而在狭缝中爬升一定高度，当光纤以低于狭缝中胶液爬升位置的高度穿过狭缝时，狭缝中的光纤即浸没于胶液中，随着光纤在狭缝中穿行，狭缝中的胶液不断地被光纤带走，同时，由于毛细作用的存在，胶液池中的胶液也不断补充进狭缝，此时，只需利用液位传感器与注胶系统组成闭环回路保证胶液池中的胶液液面的位置高度不变，就可以对光纤进行持续施胶，实现在线施胶的功能。
图1是液体因毛细作用在狭缝中爬升示意图，当将可被液体浸润的材料组成的狭缝置于液体中，液体会因毛细作用而在狭缝中爬升一定高度h，该现象为本发明之基础。
当狭缝中的液面高度稳定后，液体中的B和C两点，其压力相等，由此可导出毛细作用下液面爬升高度为：
Figure BDA0002515198280000031
式中σ为液体表面张力，θ为接触角，a为狭缝宽度，Δρ是液体与气体的密度差，g是重力加速度。
由上式可知，胶液爬升的高度h既可以透过改变狭缝宽度a来调整，也可以因改变被浸润的材料进而改变液体表面张力σ而改变。
图2至图5为本发明的结构图，本基于毛细作用的光纤环圈制作用在线施胶装置主要包括安装基座1、胶液池3、形成竖向狭缝的施胶构件8、胶液池盖4。
安装基座的上端设置安装平台，所述胶液池置于安装平台上。胶液池可用手轻易实现与安装基座的合装和拆离，便于日常的维护与清理。
在安装基座的上端设置有向上伸出的注胶嘴10，注胶嘴采用圆柱形，注胶嘴与安装基座的一侧面之间连通有L型的注胶通道1.1，注胶通道通过接头5和管路与外设的注胶系统连接，注胶系统由注胶泵及胶液存储装置连接构成。在胶液池的底部设置有注胶嘴插装孔，所述注胶嘴穿经注胶嘴插装孔、其上端伸入到胶液池内，注胶嘴插装孔与注胶嘴的配合部位之间安装o型密封圈9，可保证两部分结合后胶液不泄漏。
所述安装基座的下端设置有安装槽，在安装槽内嵌装有电加热板2，在安装基座位于注胶嘴设置位置安装有用于检测胶液池内胶液温度的温度传感器11；电加热板对胶液池内的胶液进行加热，温度传感器用于检测胶液的温度，电加热板和温度传感器组成的闭环回路，控制胶液温度，使之达到并保持工作温度。
在胶液池的一侧设置有液位观察窗口3.1，在液位观察窗口内密封安装有透明挡板7，优选采用玻璃板，起到透光密封作用。在胶液池外正对液位观察窗口的位置设置有光电式液位传感器6，用于检测胶液池内的胶液高度。光电式液位传感器可通过传感器支架与安装基座的侧部固定连接。
注胶系统和液位传感器组成的闭环回路，使胶液不断地补充至胶液池中并控制胶液位置使之稳定在工作高度。
所述施胶构件垂直安装在胶液池内，所述胶液池盖扣盖在胶液池的顶部开口端，可有效地起到遮光、防尘和抑制胶液挥发的作用。在胶液池盖上对应于施胶构件的位置设置有开孔4.1，施胶构件的上端部从开孔伸出，形成供光纤穿过的施胶作用部。
上述结构中，进一步的：所述施胶构件由两个L型的浸润调节架8.1和架座8.2构成，架座固定在胶液池的底面上，在架座的上端设置有调节长槽，两个浸润调节架对称设置，两浸润调节架的底部横边以可调节的方式嵌装固定在调节长槽内，具体的，可在浸润调节架的底部横边上设置沿调整长槽方向的长圆孔，在调节长槽的底部设置螺纹孔，通过连接在长圆孔和螺纹孔内的螺钉，实现两者的可调式固定连接。两个浸润调节架的竖边之间形成竖向狭缝。采用该优选结构，针对不同直径光纤或者不同浸润性的胶液，可通过调节两浸润调节架的相对位置对狭缝尺寸进行调整，或改变浸润调节架的材料，如采用铝镁合金、玻璃、陶瓷等，以保证狭缝内胶液位置高度达到工作高度。
本在线施胶装置的工作原理为：
当装置整体合装完毕，透过注胶系统和液位传感器组成的闭环回路控制胶液，使之达到工作位置高度，透过电加热板和温度传感器组成的闭环回路控制胶液，使之达到并保持工作温度。此时将目标光纤置入狭缝内胶液液位以下，伴随着缠绕成环，目标光纤100持续的进入狭缝，并浸胶穿出，注胶系统和液位传感器组成的闭环回路使胶液不断地补充至胶液池中、并控制胶液位置使之稳定在工作高度，加热板和温度传感器组成的闭环回路不断地对装置进行加热，使胶液稳定在工作温度。如此，实现光纤环圈制作过程中的在线施胶功能。
综上，本装置结构简单、易于维护、适应性强且完全满足光纤环圈制作过程的在线自动施胶功能。因其具备极高的可调整性，除适用于光纤环圈制作，更可推广至碳纤维、凯夫拉纤维等其他需在线施胶的复合材料制造领域。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和图所公开的内容。

Claims (3)

1.一种基于毛细作用的光纤环圈制作用在线施胶装置，其特征在于：包括安装基座、胶液池、形成竖向狭缝的施胶构件、胶液池盖；
所述安装基座的上端设置安装平台，所述胶液池置于安装平台上，在安装基座的上端设置有向上伸出的注胶嘴，注胶嘴与安装基座的一侧面之间连通有注胶通道，注胶通道通过接头和管路与外设的注胶系统连接，注胶系统由注胶泵及胶液存储装置连接构成；在胶液池的底部设置有注胶嘴插装孔，所述注胶嘴穿经注胶嘴插装孔、其上端伸入到胶液池内，注胶嘴插装孔与注胶嘴的配合部位之间安装密封圈；
所述安装基座的下端设置有安装槽，在安装槽内嵌装有电加热板，在安装基座位于注胶嘴位置安装有用于检测胶液池内胶液温度的温度传感器；
在胶液池的一侧设置有液位观察窗口，在液位观察窗口内密封安装有透明挡板，在胶液池外正对液位观察窗口的位置设置有光电式液位传感器；
所述施胶构件垂直安装在胶液池内，所述胶液池盖扣盖在胶液池的顶部开口端，在胶液池盖上对应于施胶构件的位置设置有开孔，施胶构件的上端部从开孔伸出，形成供光纤穿过的施胶作用部。
2.根据权利要求1所述的基于毛细作用的光纤环圈制作用在线施胶装置，其特征在于：所述施胶构件由两个L型的浸润调节架和架座构成，架座固定在胶液池的底面上，在架座的上端设置有调节长槽，两个浸润调节架对称设置，两浸润调节架的底部横边以可调节的方式嵌装固定在调节长槽内，两个浸润调节架的竖边之间形成竖向狭缝。
3.根据权利要求1所述的基于毛细作用的光纤环圈制作用在线施胶装置，其特征在于：所述透明挡板采用玻璃板。
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