CN113036522A - 光电复合连接器 - Google Patents

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刘强
李桐舟
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Abstract

本发明属于通信领域，旨在提供一种适用于LHAASO电磁粒子探测器的光电复合连接器，具体涉及一种光电复合连接器，包括插头和插座，其中插头包括插头本体、锁紧装置和第一连接座；第一连接座端部设有连接插孔和光插针；第一连接座侧面设有导向槽；锁紧装置套设于插头本体设置；插座包括插座本体和第二连接座；第二连接座的端部设置有分别与连接插孔、光插针匹配设置的连接针、光电插孔；第二连接座内部设有突出结构；在使用状态下，突出结构与导向槽、连接针与所述连接插孔、光插针与光电插孔分别匹配，锁紧装置与第二连接座的外螺纹咬合固定；通过本发明可实现连接器的精准定位安装、快速拆卸，防水、防尘，结构简单，使用寿命长。

Description

光电复合连接器
技术领域
本发明属于通信领域，具体涉及一种光电复合连接器。
背景技术
电磁粒子探测器用于提供高能伽马源的能量及方位等信息，为保证探测信息的准确性，现场铺设5195个电磁粒子探测器。LHAASO现场在选用6芯(3光3电)光电复合缆为电磁粒子探测器提供电力供应和通信支持。为保证电磁粒子探测器平稳安全运行，光缆与探测器连接处要求严格，不仅要满足常规的插头插座机械性能要求，而且要满足符合 LHAASO项目的防水性能、防尘性能、插拔次数等特殊要求。
目前针对LHAASO项目电磁粒子探测器光电复合连接器尚未有相关规范和研究，正是由于此原因，设计一种适用于LHAASO电磁粒子探测器的光电复合连接器，保证LHAASO项目顺利实施并平稳运行是至关重要的。
发明内容
为了解决上述问题，即为了提供一种适用于LHAASO电磁粒子探测器的光电复合连接器，本发明提供了一种光电复合连接器，包括插头和插座，所述插头包括插头本体、锁紧装置以及设置于所述插头本体一端的第一连接座；所述第一连接座的端部设置有连接插孔和光插针；所述第一连接座的侧面设置有导向槽，所述导向槽的纵向轴线与所述插头本体的中心线平行设置；所述锁紧装置套设于所述插头本体设置；
所述插座包括插座本体以及设置于所述插座本体一端的第二连接座；所述第二连接座的端部设置有连接针和光电插孔，所述连接针、所述光电插孔分别与所述连接插孔、所述光插针匹配设置；所述第二连接座的内部设置有与所述导向槽匹配的突出结构；
在使用状态下，所述突出结构与所述导向槽匹配，所述连接针与所述连接插孔匹配，所述光插针与所述光电插孔匹配，所述锁紧装置与所述第二连接座上设置的外螺纹咬合固定。
在一些优选实施例中，所述连接针包括第一连接针和第二连接针，所述第一连接针的外径大于所述第二连接针的外径；
所述第一连接针与所述第二连接针的长度相同设置，且长度均大于所述光插针、所述电插针的长度；
所述连接插孔包括第一连接插孔和第二连接插孔，所述第一连接插孔的内径大于所述第二连接插孔的内径。
在一些优选实施例中，所述插头本体上还设置有限位部，所述限位部设置于所述第一连接座远离待安装部的一侧，所述限位部的外径大于所述第一连接座的外径，且所述限位部的外径大于所述第二连接座的外径。
在一些优选实施例中，所述限位部远离所述第一连接座的一侧到所述第一连接座的端部的距离为第一距离；所述锁紧装置的长度不小于所述第一距离；
所述锁紧装置包括第一作用部和第二作用部，所述第二作用部设置于所述第一作用部远离所述第一连接座的一侧；所述第一作用部的内径大于所述限位部的外径，所述第二作用部的内径大于所述插头本体的外径且所述第二作用部的内径小于所述限位部的外径。
在一些优选实施例中，所述第一连接座与所述限位部之间设置有密封圈，所述密封圈的外径小于所述第一作用部的内径，且大于所述第二作用部的内径；
所述限位部为环形外凸起结构；所述第二作用部为环形内凸起结构。
在一些优选实施例中，所述光电插孔包括光用插孔和电用插孔；所述光电插针包括光插针和电插针；
所述光用插孔、所述电用插孔、所述光插针和所述电插针均为三个；
三个所述电用插孔与三个所述电插针环形阵列设置；
三个所述光插针与三个所述光用插孔环形阵列设置；
所述第一连接插孔、所述第二连接插孔竖向设置，且所述第一连接插孔与所述第二连接插孔的中心连线与所述第一连接座的端面竖向中心线一致设置。
在一些优选实施例中，所述插头本体的外侧包覆套设有绝缘外壳；
所述光电复合连接器还包括防尘塞，所述防尘塞悬挂设置于所述第一连接器，用于防止高海拔地区沙尘天气对插头的污染。
在一些优选实施例中，所述第二连接座的接缝处设置有绝缘防水胶垫，用于密封所述插座与插头的连接部；所述插头与所述插座的连接部的外侧包覆有绝缘黑色胶皮，用于绝缘保护。
在一些优选实施例中，所述插座的内光单元插孔内部装设有陶瓷套筒，用于汇聚光信号。
在一些优选实施例中，所述插头、所述插座的材质为304不锈钢；所述光电复合连接器的接触电阻为R，R∈(0,100]。
本发明的有益效果：
1)本发明提供的光电复合连接器，符合LHAASO电磁粒子探测器要求的连接器，具有特殊性，同时其机械性能满足GJB6790-2009《圆形插头插座式多芯光缆连接器通用规范》。
2)本发明所设计的光电复合连接器芯数为6芯(3光3电)，和电磁粒子探测器所使用光电复合缆一致，本发明所设计的连接器材质选用304不锈钢，具备耐腐蚀、耐高温、抗紫外线、抗衰老等运用特性，降低了光电复合缆在运行中的安全风险，同时本发明所设计的连接器具备螺纹锁紧装置，有导向防错差设计，可以单手完成连接安装，插座内部设有安装槽和连接针，连接针长度大于光电插针，以方便连接器插拔，并在插座外装设防水胶垫，在插头上装设防尘塞，并设计挂链连接在接头上防止丢失，整体结构简单，便于操作。插接后在不锈钢探测器插头和插座外包覆一层绝缘黑色胶皮，为避免探测器因长期运行或故障所引起漏电现象时，可有效保证设备与人身的安全。
3)通过设置于插头端部的三个光插针、三个电插针、两个连接插孔以及设置于插座端部的三个光用插孔、三个电用插孔、两个连接插针的匹配，可实现插头与插座的快速插接，便于安装拆卸，同时可有效提高连接可靠系数。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明中插头与插座处于连接状态时的一种具体实施例的结构示意图；
图2是本发明中的插头的一种具体实施例的结构示意图；
图3是插头待连接端部的一种具体实施例的结构示意图；
图4是本发明中的插座的一种具体实施例的结构示意图；
图5是插头待连接端部的一种具体实施例的结构示意图；
图6是本发明中插头与插座处于另一种连接状态时的一种具体实施例的结构示意图。
附图标记说明依次如下：
100、插头；110、插头本体；120、锁紧装置；130、第一连接座，131、导向槽，132、限位部，133、密封圈；140、光插针；150、电插针；161、第一连接插孔，162、第二连接插孔；200、插座；210、插座本体；220、第二连接座；230、光用插孔；240、电用插孔；251、第一连接针，252、第二连接针。
具体实施方式
为使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
本发明提供了一种光电复合连接器，包括插头和插座，其中，插头包括插头本体、锁紧装置以及设置于插头本体一端的第一连接座；第一连接座的端部设置有连接插孔和光插针；第一连接座的侧面设置有导向槽，导向槽的纵向轴线与插头本体的中心线平行设置；锁紧装置套设于插头本体设置；插座包括插座本体以及设置于插座本体一端的第二连接座；第二连接座的端部设置有连接针和光电插孔，连接针、光电插孔分别与连接插孔、光插针匹配设置；第二连接座的内部设置有与导向槽匹配的突出结构；在使用状态下，突出结构与导向槽匹配，连接针与连接插孔匹配，光插针与光电插孔匹配，锁紧装置与第二连接座上设置的外螺纹咬合固定；通过插头上的导向槽设置，可在插头、插座安装过程中导向，实现快速插装；设置的锁紧装置具有导向防错设计，螺纹紧锁装置能够增大锁紧装置外侧壁的粗糙度，使得锁紧装置转动更加方便；本发明所设计的光电复合连接器，是符合LHAASO电磁粒子探测器要求的连接器，具有特殊性，同时其机械性能满足GJB6790-2009《圆形插头插座式多芯光缆连接器通用规范》。
以下参照附图结合具体实施例进一步说明本发明。
参照附图1至附图5，本发明提供了一种光电复合连接器，包括插头100和插座200，插头包括插头本体110、锁紧装置120以及设置于插头本体一端的第一连接座130；第一连接座的端部设置有连接插孔和光插针，即第一连接座的端部设置有第一安装凹槽，连接插孔和光插针设置于该第一安装凹槽；第一连接座的侧面设置有导向槽131，导向槽的纵向轴线与插头本体的中心线平行设置，便于快速安装导向；锁紧装置套设于插头本体设置；插座包括插座本体210以及设置于插座本体一端的第二连接座220；第二连接座的端部设置有连接针和光电插孔，连接针、光电插孔分别与连接插孔、光插针匹配设置，即第二连接座的端部设置有第二安装凹槽，连接针和光电插孔设置于该第二安装凹槽，第二连接座的内部设置有与导向槽匹配的突出结构；在使用状态下，突出结构与导向槽匹配，连接针与连接插孔匹配，光插针与光电插孔匹配，锁紧装置与第二连接座上设置的外螺纹咬合固定。
在本实施例中，光电插孔包括光用插孔230和电用插孔240；光电插针包括光插针140和电插针150；光用插孔、电用插孔、光插针和电插针均为三个；三个电用插孔与三个电插针环形阵列设置；三个光插针与三个光用插孔环形阵列设置。
进一步地，连接针包括第一连接针251和第二连接针252，第一连接针的外径大于第二连接针的外径；第一连接针与第二连接针的长度相同设置，且长度均大于光插针、电插针的长度。插头和插座连接时，安装槽内的插孔与连接针配合，能够实现插头和插座的光电连接，有效降低连接器插头插拔的难度，方便现场更换和维修。
优选地，第一连接插孔、第二连接插孔在第一连接座的端面内竖向设置，且第一连接插孔与第二连接插孔的中心连线与第一连接座的端面竖向中心线一致设置。
进一步地，连接插孔包括第一连接插孔161和第二连接插孔 162，第一连接插孔的内径大于第二连接插孔的内径。
进一步地，第二安装槽的内部可拆卸连接有转换装置，转换装置包括与第二安装槽可拆卸连接的移动板，移动板上设有与插孔一一对应的连接插孔，连接插孔内可固连接针。通过采用上述技术方案，在将插头和插座连接时，设置于第二安装槽内部的连接头插入第二安装槽内使得连接插孔与连接针配合，从而能够实现插头和插座的光电连接，当连接插孔与连接针不对齐导致安装时连接针挤压弯折时，可将转换装置拆卸进行更换，无需更换整个插座，使得插座维护方便。
进一步地，插头本体的外侧包覆套设有绝缘外壳111；光电复合连接器还包括防尘塞，防尘塞悬挂设置于第一连接器，使得连接器能够抵御高海拔地区沙尘天气对插头的影响，用于防止高海拔地区沙尘天气对插头的污染。
进一步地，参照附图6，图示是本发明中插头与插座处于另一种连接状态时的一种具体实施例的结构示意图，插头本体上还设置有限位部132，限位部设置于第一连接座远离待安装部的一侧，即限位部设置于第一连接座的右侧，限位部的外径大于第一连接座的外径，且限位部的外径大于第二连接座的外径，通过限位部的设置，保证锁紧装置在插头本体上自由活动的同时与插头本体不脱落。
限位部远离第一连接座的一侧到第一连接座的端部的距离为第一距离；锁紧装置的长度不小于第一距离，插头无需与插座进行插接安装时，锁紧装置可在插头本体上自由活动且部脱落，当插头与插座进行插接时，第二连接座套设于第一连接座外侧，安装到位后，通过锁紧装置向第二连接座移动与第二连接座外侧设置的外螺纹咬合，以进行旋拧固定，因此，锁紧装置的长度设置能够保证插头与插座的精确安装。
进一步地，锁紧装置包括第一作用部和第二作用部，第二作用部设置于第一作用部远离第一连接座的一侧；第一作用部的内径大于限位部的外径，第二作用部的内径大于插头本体的外径且第二作用部的内径小于限位部的外径；第一作用部的内部设置有与第二连接座上的外螺纹匹配的内螺纹。
优选地，锁紧装置为具有内螺纹的连接环；设置于第二连接座外侧的外螺纹为导向防错设计，能够增大连接环外侧壁的粗糙度，使得连接环转动更加方便。
进一步地，第一连接座与限位部之间设置有密封圈133，密封圈的外径小于第一作用部的内径，且大于第二作用部的内径；限位部为环形外凸起结构；第二作用部为环形内凸起结构。
优选地，第二连接座的接缝处设置有绝缘防水胶垫，用于密封插座与插头的连接部，使得连接器能够抵御高海拔地区冬季温度低导致插座外部上霜潮湿的不利因素；插头与插座的连接部的外侧包覆有绝缘黑色胶皮，用于绝缘保护。
优选地，插座的内光单元插孔内部装设有陶瓷套筒，用于汇聚光信号，通过装设的白色陶瓷套筒，可达到光信号更好的汇聚，插入损耗能降低0.4dB。
优选地，插头、插座的材质为304不锈钢；光电复合连接器的接触电阻为R，R∈(0,100]；即接触电阻为≤10mΩ；绝缘电阻≥1000M Ω；介质耐压为2500V/AC/1min，无击穿、飞弧现象。
光电复合连接器的光性能参数具体如下：插入损耗为0.16dB (1310nm、1500nm)；回波损耗为>50dB；互换性为连接器头座进行互换配接，满足插入损耗指标要求。机械和环境性能方面：机械寿命为500 次；防护等级为IP65；工作温度为-10～60℃。技术指标要求：插拔次数大于500次；回波损耗大于50dB；锁紧后抗拉强度：长期200N，短期400N；介质耐电压：2500V，AC，1min，无击穿、飞弧现象；直流电阻：≤15Ω /km；组件插入损耗：≤0.7dB；组件互换性：组件进行互换配接；防护等级：IP65；工作温度：-40～60℃。
在将插头和插座连接时，打开插头端部安装的防尘塞，第二安装座内部的突出结构与插头的第一安装座外侧的导向槽相配合进行安装导向，连接插孔与连接针相配合，实现插头与插座的快速插接。在插头和插座初步连接后，连接环与连接环外侧的螺纹相匹配，利用连接环的紧锁装置和插座螺纹紧密咬合，从而实现插头和插座的机械连接。最后清理连接器表面，检查连接器的防尘效果，检查连接器绝缘防水胶垫密封情况，保证连接可靠。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光电复合连接器，包括插头和插座，其特征在于，所述插头包括插头本体、锁紧装置以及设置于所述插头本体一端的第一连接座；所述第一连接座的端部设置有连接插孔和光插针；所述第一连接座的侧面设置有导向槽，所述导向槽的纵向轴线与所述插头本体的中心线平行设置；所述锁紧装置套设于所述插头本体设置；
所述插座包括插座本体以及设置于所述插座本体一端的第二连接座；所述第二连接座的端部设置有连接针和光电插孔，所述连接针、所述光电插孔分别与所述连接插孔、所述光插针匹配设置；所述第二连接座的内部设置有与所述导向槽匹配的突出结构；
在使用状态下，所述突出结构与所述导向槽匹配，所述连接针与所述连接插孔匹配，所述光插针与所述光电插孔匹配，所述锁紧装置与所述第二连接座上设置的外螺纹咬合固定。
2.根据权利要求1所述的光电复合连接器，其特征在于，所述连接针包括第一连接针和第二连接针，所述第一连接针的外径大于所述第二连接针的外径；
所述第一连接针与所述第二连接针的长度相同设置，且长度均大于所述光插针、所述电插针的长度；
所述连接插孔包括第一连接插孔和第二连接插孔，所述第一连接插孔的内径大于所述第二连接插孔的内径。
3.根据权利要求2所述的光电复合连接器，其特征在于，所述插头本体上还设置有限位部，所述限位部设置于所述第一连接座远离待安装部的一侧；所述限位部的外径大于所述第一连接座的外径，且所述限位部的外径大于所述第二连接座的外径。
4.根据权利要求3所述的光电复合连接器，其特征在于，所述限位部远离所述第一连接座的一侧到所述第一连接座的端部的距离为第一距离；所述锁紧装置的长度不小于所述第一距离；
所述锁紧装置包括第一作用部和第二作用部，所述第二作用部设置于所述第一作用部远离所述第一连接座的一侧；所述第一作用部的内径大于所述限位部的外径，所述第二作用部的内径大于所述插头本体的外径且所述第二作用部的内径小于所述限位部的外径。
5.根据权利要求4所述的光电复合连接器，其特征在于，所述第一连接座与所述限位部之间设置有密封圈，所述密封圈的外径小于所述第一作用部的内径，且大于所述第二作用部的内径；
所述限位部为环形外凸起结构；所述第二作用部为环形内凸起结构。
6.根据权利要求2所述的光电复合连接器，其特征在于，所述光电插孔包括光用插孔和电用插孔；所述光电插针包括光插针和电插针；
所述光用插孔、所述电用插孔、所述光插针和所述电插针均为三个；
三个所述电用插孔与三个所述电插针环形阵列设置；
三个所述光插针与三个所述光用插孔环形阵列设置；
所述第一连接插孔、所述第二连接插孔竖向设置，且所述第一连接插孔与所述第二连接插孔的中心连线与所述第一连接座的端面竖向中心线一致设置。
7.根据权利要求1所述的光电复合连接器，其特征在于，所述插头本体的外侧包覆套设有绝缘外壳；
所述光电复合连接器还包括防尘塞，所述防尘塞悬挂设置于所述第一连接器，用于防止高海拔地区沙尘天气对插头的污染。
8.根据权利要求1所述的光电复合连接器，其特征在于，所述第二连接座的接缝处设置有绝缘防水胶垫，用于密封所述插座与插头的连接部；所述插头与所述插座的连接部的外侧包覆有绝缘黑色胶皮，用于绝缘保护。
9.根据权利要求1所述的光电复合连接器，其特征在于，所述插座的内光单元插孔内部装设有陶瓷套筒，用于汇聚光信号。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的光电复合连接器，其特征在于，所述插头、所述插座的材质为304不锈钢；
所述光电复合连接器的接触电阻为R，R∈(0,100]。
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