CN202693856U - 一种复合材料结构内埋用微型光纤连接器 - Google Patents

一种复合材料结构内埋用微型光纤连接器 Download PDF

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刘刚
周玉敬
郭文礼
安学锋
益小苏
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Abstract

本实用新型涉及一种实现快速插拔，并且连接稳定，尺寸较小，适合于埋入复合材料结构内部的微型光纤连接器。光纤连接器包括内埋接头和快速插头两部分，其中内埋接头埋入复合材料结构内部，快速插头通过陶瓷插针与内埋接头连接，再通过螺纹紧固，无需二次熔接即可直接实现内埋于复合材料结构内部的光纤光栅传感器与解调仪连接，对复合材料结构的应力、应变及在遭受低速冲击后内部的损伤进行监测。

Description

一种复合材料结构内埋用微型光纤连接器
技术领域
本实用新型涉及一种复合材料结构内埋用微型光纤连接器。
背景技术
对于叠层复合材料（复合材料层压板）而言，在其受到意外冲击、特别是小尺寸近刚性异物低速冲击时，复合材料内部通常会出现分层损伤，从而严重降低其力学性能和结构的安全性与可靠性。对于这种分层损伤，现有的方法是必须通过复杂的无损检测才能发现，而C扫描、射线法等传统无损检测法，检测时间较长、精度差、检测过程相对复杂，并且对于已在外场服役的复合材料制件的灵活性及便捷性差，人们很难及时对复合材料结构是否遭受了冲击、以及被冲击的位置和强度、特别是冲击事件对结构安全的后果做出及时的判断。因此，发展复合材料结构受到冲击威胁的在线检测方法，提高结构的可靠性受到国内外高性能复合材料界的广泛关注。
光纤布拉格光栅传感器具有尺寸小、重量轻、灵敏度高、带宽宽、耐腐蚀能力好及抗电磁干扰等优点，并且不受光功率波动影响、集传感与传输于一体，易于制作以及埋入复合材料内部。可以对复合材料结构的应力、应变及损伤状态进行实时监测。而被认为是航空航天复合材料结构健康监测（Structure Health Monitoring，简称SHM）中最有前途的传感器之一。
而将光纤光栅传感器埋植于复合材料的内部，首先需要解决的是光纤光栅从复合材料内部的引出方式及出口保护，附带有保护装置的光纤光栅连接接头可以大大提高内埋光纤光栅的成活率，同时把光纤的两个端面精密对接起来，使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接受光纤中，并使由于其介入光链路对系统造成的影响将到最小。而目前采用的光纤接头尺寸较大且多采用工程塑料制造，不耐高温，不适于将其埋入复合材料结构内部。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有光纤连接器尺寸较大、耐温性较差、不易埋入复合材料结构内部等不足，提出一种复合材料结构内埋用微型光纤连接器。本实用新型的技术解决方案是：一种复合材料结构内埋用微型光纤连接器，其特征是光纤连接器包括内埋接头和快速插头两部分。内埋接头主要包括定位销、法兰、尾柄和陶瓷插针。其中尾柄与法兰连接，定位销与法兰连接，陶瓷插针与尾柄连接。快速插头包括外金属套筒且其外壁上开有限位槽、陶瓷套管、陶瓷插芯、内金属套筒、限位件a和b、弹簧止挡、弹簧及锁紧螺帽。其中外金属套筒与陶瓷套管连接，陶瓷套管与陶瓷插芯连接，内金属套筒同时与陶瓷插芯和外金属套筒连接，限位件a与限位件b通过螺纹连接，弹簧止挡与限位件a连接，弹簧的两端分别与弹簧止挡及内金属套筒连接。将快速插头金属套筒上的限位槽与内埋接头上的定位销对准插入，并旋紧快速插头上的锁紧螺帽，通过快速插头限位件内的弹簧将内埋接头的陶瓷插针与快速接头机械夹持在一起。完成微型连接器的连接。
本实用新型具有的优点和有益效果是：
本实用新型提供一种尺寸微小（长度14mm，直径4mm）易于埋入复合材料结构内部，并能够进行快速连接的微型光纤连接器，实现埋植在叠层复合材料内部的光纤光栅传感器与解调仪的连接。本实用新型的微型光纤连接器的内埋接头部分埋植于复合材料内部，与复合材料结构件整体固化，通过连接器内部的陶瓷插针，实现光纤的精确对接，不需要对光纤光栅传感器进行二次熔接，具有快速插拔，连接稳定等特点。
附图说明：
图1微型光纤连接器内埋接头结构示意图
图2微型光纤连接器快速插头结构示意图
具体实施方式
光纤连接器包括内埋接头和快速插头两部分。内埋接头被埋入复合材料结构内部，主要包括定位销1、法兰2、尾柄3和陶瓷插针4。其中尾柄与法兰连接，定位销与法兰连接，陶瓷插针与尾柄连接。快速插头包括外金属套筒5且其外壁上开有限位槽6、陶瓷套管7、陶瓷插芯8、内金属套筒9、限位件a10和限位件b11、弹簧止挡12、弹簧13及锁紧螺帽14。其中外金属套筒与陶瓷套管连接，陶瓷套管与陶瓷插芯连接，内金属套筒同时与陶瓷插芯和外金属套筒连接，限位件a与限位件b通过螺纹连接，弹簧止挡与限位件a连接，弹簧的两端分别与弹簧止挡及内金属套筒连接。将快速插头金属套筒上的限位槽与内埋接头上的定位销对准插入，并旋紧快速插头上的锁紧螺帽，通过快速插头限位件内的弹簧将内埋接头的陶瓷插针与快速接头机械夹持在一起，完成微型连接器的连接。

Claims (1)

1.一种复合材料结构内埋用微型光纤连接器，其特征是光纤连接器包括内埋接头和快速插头两部分，内埋接头主要包括定位销、法兰、尾柄和陶瓷插针，其中尾柄与法兰连接，定位销与法兰连接，陶瓷插针与尾柄连接，快速插头包括外金属套筒且其外壁上开有限位槽、陶瓷套管、陶瓷插芯、内金属套筒、限位件a和b、弹簧止挡、弹簧及锁紧螺帽，其中外金属套筒与陶瓷套管连接，陶瓷套管与陶瓷插芯连接，内金属套筒同时与陶瓷插芯和外金属套筒连接，限位件a与限位件b通过螺纹连接，弹簧止挡与限位件a连接，弹簧的两端分别与弹簧止挡及内金属套筒连接，将快速插头金属套筒上的限位槽与内埋接头上的定位销对准插入，并旋紧快速插头上的锁紧螺帽，通过快速插头限位件内的弹簧将内埋接头的陶瓷插针与快速接头机械夹持在一起，完成微型连接器的连接。
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