空芯反谐振光纤填充惰性气体的方法及装置
| 专利类型 | 发明授权 | 法律事件 | 公开; 实质审查; 授权; |
| 专利有效性 | 有效专利 | 当前状态 | 授权 |
| 申请号 | CN202411845579.1 | 申请日 | 2024-12-16 |
| 公开(公告)号 | CN119310671B | 公开(公告)日 | 2025-04-29 |
| 申请人 | 武汉恩达通科技有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 顾共恩; 周时坤; 樊恒志; 朱文兵; | 第一发明人 | 顾共恩 |
| 权利人 | 武汉恩达通科技有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 武汉恩达通科技有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：湖北省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：湖北省武汉市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：湖北省武汉市东湖新技术开发区光谷二路219号鼎杰现代机电信息孵化园一期15栋6层01号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：430205 |
| 主IPC国际分类 | G02B6/02 | 所有IPC国际分类 | G02B6/02 ; B05C5/02 ; B05C11/10 |
| 专利引用数量 | 5 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 8 | 专利文献类型 | B |
| 专利代理机构 | 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 | 专利代理人 | 刘琰; 程力; |
| 摘要 | 本 发明 公开一种空芯反谐振光纤填充惰性气体的方法及装置，方法步骤包括：将空芯反谐振光纤放入作业箱内并 定位 固定空芯反谐振光纤两端；利用抽 真空 机构对作业箱内抽真空，直至作业箱达到设定的内压后关闭抽真空机构；利用惰性气体 压 力 容器 以恒定的充气流速向作业箱内充入惰性气体，直至达到空芯反谐振光纤设定的充气量时闭惰性气体压力容器；使作业箱在密闭状态下保持一段时间，以使空芯反谐振光纤内的惰性气体分布均匀；利用作业箱内的自动点胶机构对空芯反谐振光纤两端进行点胶密封，以防止空芯反谐振光纤内的惰性气体 泄漏 ；从作业箱取出空芯反谐振光纤。本发明实现了洁净环境下对空芯反谐振光纤填充惰性气体且充气量能精确控制。 | ||
| 权利要求 | 1.一种空芯反谐振光纤填充惰性气体的方法，其特征在于：先将空芯反谐振光纤放入作业箱内并定位固定空芯反谐振光纤两端，再密封关闭作业箱；然后利用抽真空机构对作业箱内抽真空，直至作业箱达到设定的内压后，关闭抽真空机构；然后利用惰性气体压力容器以恒定的充气流速向作业箱内充入惰性气体，直至达到空芯反谐振光纤设定的充气量时，关闭惰性气体压力容器；然后使作业箱在密闭状态下保持一段时间，以使惰性气体在作业箱内分布均匀，即空芯反谐振光纤内的惰性气体分布均匀；然后利用作业箱内的自动点胶机构对空芯反谐振光纤两端进行点胶密封，以防止空芯反谐振光纤内的惰性气体泄漏； |
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| 说明书全文 | 空芯反谐振光纤填充惰性气体的方法及装置技术领域[0001] 本发明属于光纤技术领域，具体涉及一种空芯反谐振光纤填充惰性气体的方法及装置。 背景技术[0002] 在空芯反谐振光纤中充入惰性气体，具备改善光纤的传输性能、降低损耗、提高稳定性等优点。目前向空芯反谐振光纤中充入惰性气体的方法存在以下问题：充气量难以精确控制、充气过程中容易引入杂质、充气后气体分布不均匀。 发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种空芯反谐振光纤填充惰性气体的方法，以及一种空芯反谐振光纤填充惰性气体的装置，实现了洁净环境下对空芯反谐振光纤填充惰性气体且充气量能精确控制。 [0004] 本发明所采用的技术方案是： [0005] 一种空芯反谐振光纤填充惰性气体的方法，先将空芯反谐振光纤放入作业箱内并定位固定空芯反谐振光纤两端，再密封关闭作业箱；然后利用抽真空机构对作业箱内抽真空，直至作业箱达到设定的内压后，关闭抽真空机构；然后利用惰性气体压力容器以恒定的充气流速向作业箱内充入惰性气体，直至达到空芯反谐振光纤设定的充气量时，关闭惰性气体压力容器；然后使作业箱在密闭状态下保持一段时间，以使惰性气体在作业箱内分布均匀，即空芯反谐振光纤内的惰性气体分布均匀；然后利用作业箱内的自动点胶机构对空芯反谐振光纤两端进行点胶密封，以防止空芯反谐振光纤内的惰性气体泄漏；最后从作业箱取出空芯反谐振光纤。 [0006] 优选地，抽真空时，抽真空机构采用多级档位调节，根据作业箱设定的内压选择抽真空机构的档位级别，若选择高档位则从最低档位逐级增加至高档位，通过实时监测作业箱内压的方式判断抽真空机构的关闭时机。 [0007] 优选地，抽真空机构采用三级档位调节，第一级档位下能实现作业箱的内压范围为1‑100pa，第二级档位下能实现作业箱的内压范围为0.01‑0.9pa，第三级档位下能实现作业箱的内压范围为0.0001‑0.009pa。 [0008] 优选地，充入惰性气体时，作业箱的充气量为Q箱、空芯反谐振光纤设定的充气量为Q纤、作业箱容积是空芯反谐振光纤容积的N倍、惰性气体压力容器恒定的充气流速为 、惰性气体压力容器对作业箱内的充气时间为 、惰性气体压力容器开启后惰性气体进入作业箱内的延时时间为t延，有Q箱=N Q纤，Q箱= ，通过设定充气流速 和充气时间 即可确保空芯反谐振光纤达到设定的充气量为Q纤。 [0009] 优选地，设惰性气体压力容器从开启到进入作业箱内的延时时间为t延，延时时间t延与充气流速 相关，延时时间t延与充气流速 的数学关系式根据试验或仿真获得；充入惰性气体前，先选择适合的充气流速 和充气时间 ，并根据充气流速 计算出对应的延时时间t延，惰性气体压力容器开启后，以惰性气体压力容器开启时刻为计时起点，之后惰性气体压力容器工作 +t延时即关闭。 [0010] 优选地，在惰性气体压力容器与作业箱的连接处设置惰性气体探测器；充入惰性气体前，先选择合适的充气流速 和充气时间 ，惰性气体压力容器开启后，以惰性气体探测器产生反应的时间为计时起点，之后惰性气体压力容器工作 时即关闭。 [0011] 一种空芯反谐振光纤填充惰性气体的装置，包括： [0012] 作业箱，能开启和密闭； [0013] 定位结构，位于作业箱内，用于定位固定空芯反谐振光纤两端； [0014] 抽真空机构，通过管路与作业箱连通，用于对作业箱内抽真空； [0016] 惰性气体压力容器，通过管路与作业箱连通，用于向作业箱内充入惰性气体； [0017] 流量控制器，用于调节惰性气体压力容器的充气流速； [0018] 惰性气体探测器，位于惰性气体压力容器与作业箱的连接处，用于探测所在位置是否存在惰性气体； [0019] 自动点胶机构，位于作业箱内，用于对空芯反谐振光纤两端自动点胶； [0020] 点胶监控器，位于作业箱外，用于监控自动点胶机构的作业情况； [0021] 控制系统，分别与各监测件和各执行件电连接，用于设定工作参数并根据各监测件的反馈控制各执行件，以依次实现对作业箱抽真空、对作业箱充入惰性气体、作业箱密闭保持、对空芯反谐振光纤两端自动点胶的工序。 [0022] 优选地，控制系统设定的工作参数包括作业箱内压、惰性气体充气流速、惰性气体充气时间、作业箱密闭保持的时间。 [0023] 优选地，自动点胶机构包括点胶头以及位于点胶头两侧且朝向不同角度的摄像头，点胶头和摄像头能同步移动，摄像头外接至点胶监控器。 [0025] 本发明的有益效果是： [0026] 本发明中，通过对作业箱抽真空、对作业箱充入惰性气体、作业箱密闭保持、对空芯反谐振光纤两端自动点胶的工序，实现了洁净环境下对空芯反谐振光纤填充惰性气体[0027] ，且充气量能精确控制。附图说明 [0028] 图1是本发明实施例中空芯反谐振光纤填充惰性气体的装置的正视图，作业箱处于密闭状态。 [0029] 图2是本发明实施例中空芯反谐振光纤填充惰性气体的装置的立体图，作业箱处于开启状态。 [0030] 图3是图2中A处的放大图。 [0031] 图中：1‑惰性气体压力容器；2‑流量控制器；3‑安全阀门；4‑点胶监控器；5‑控制系统；6‑抽真空机构；7‑气压传感器；8‑惰性气体探测器；9‑作业箱；10‑紧急停止按钮；11‑密封圈；12‑定位结构；13‑摄像头；14‑点胶头。 具体实施方式[0032] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 [0033] 实施例一 [0034] 本实施例提供一种空芯反谐振光纤填充惰性气体的方法，采用以下步骤： [0035] S1）检查空芯反谐振光纤的情况以及作业箱9、抽真空机构6、惰性气体压力容器1、自动点胶机构的功能状态，确定后续填充工作能顺利进行。 [0036] S2）对空芯反谐振光纤预处理：去除空芯反谐振光纤表面的污染物和杂质，确保空芯反谐振光纤表面洁净。 [0037] S3）先将空芯反谐振光纤放入作业箱9内并定位固定空芯反谐振光纤两端，再密封关闭作业箱9。 [0038] S4）利用抽真空机构6对作业箱9内抽真空，直至作业箱9达到设定的内压后，关闭抽真空机构6； [0039] 在本实施例中，抽真空时，抽真空机构6采用多级档位调节，根据作业箱9设定的内压选择抽真空机构6的档位级别，若选择高档位则从最低档位逐级增加至高档位，通过实时监测作业箱9内压的方式判断抽真空机构6的关闭时机； [0040] 在本实施例中，抽真空机构6采用三级档位调节，第一级档位下能实现作业箱9的内压范围为1‑100pa，第二级档位下能实现作业箱9的内压范围为0.01‑0.9pa，第三级档位下能实现作业箱9的内压范围为0.0001‑0.009pa。 [0041] S5）利用惰性气体压力容器1以恒定的充气流速向作业箱9内充入惰性气体，直至达到空芯反谐振光纤设定的充气量时，关闭惰性气体压力容器1； [0042] 在本实施例中，充入惰性气体时，作业箱9的充气量为Q箱、空芯反谐振光纤设定的充气量为Q纤、作业箱9容积是空芯反谐振光纤容积的N倍、惰性气体压力容器1恒定的充气流速为 、惰性气体压力容器1对作业箱9内的充气时间为 、惰性气体压力容器1开启后惰性气体进入作业箱9内的延时时间为t延，有Q箱=N Q纤，Q箱= ，通过设定充气流速 和充气时间 即可确保空芯反谐振光纤达到设定的充气量为Q纤； [0043] 在本实施例中，可以选择采用以下两种充气控制方式： [0044] a、设惰性气体压力容器1从开启到进入作业箱9内的延时时间为t延，延时时间t延与充气流速 相关，延时时间t延与充气流速 的数学关系式根据试验或仿真获得；充入惰性气体前，先选择适合的充气流速 和充气时间 ，并根据充气流速 计算出对应的延时时间t延，惰性气体压力容器1开启后，以惰性气体压力容器1开启时刻为计时起点，之后惰性气体压力容器1工作 +t延时即关闭； [0045] b、在惰性气体压力容器1与作业箱9的连接处设置惰性气体探测器8；充入惰性气体前，先选择合适的充气流速 和充气时间 ，惰性气体压力容器1开启后，以惰性气体探测器8产生反应的时间为计时起点，之后惰性气体压力容器1工作 时即关闭。 [0046] S6）使作业箱9在密闭状态下保持一段时间，以使惰性气体在作业箱9内分布均匀，即空芯反谐振光纤内的惰性气体分布均匀。 [0047] S7）利用作业箱9内的自动点胶机构对空芯反谐振光纤两端进行点胶密封，以防止空芯反谐振光纤内的惰性气体泄漏； [0049] S8）从作业箱9取出空芯反谐振光纤。 [0050] S9）对空芯反谐振光纤进行检测和测试（可以使用光谱分析仪、光功率计等设备），以验证空芯反谐振光纤的性能和稳定性符合要求。 [0051] 实施例二 [0052] 本实施例公开一种空芯反谐振光纤填充惰性气体的装置，包括作业箱9、定位结构12、抽真空机构6、气压传感器7、惰性气体压力容器1、流量控制器2、惰性气体探测器8、自动点胶机构、点胶监控器4和控制系统5；如图1至图3所示：作业箱9能开启和密闭；定位结构12位于作业箱9内，用于定位固定空芯反谐振光纤两端；抽真空机构6通过管路与作业箱9连通，用于对作业箱9内抽真空；气压传感器7用于监测作业箱9的内压；惰性气体压力容器1通过管路与作业箱9连通，用于向作业箱9内充入惰性气体；流量控制器2用于调节惰性气体压力容器1的充气流速；惰性气体探测器8位于惰性气体压力容器1与作业箱9的连接处，用于探测所在位置是否存在惰性气体；自动点胶机构位于作业箱9内，用于对空芯反谐振光纤两端自动点胶；点胶监控器4位于作业箱9外，用于监控自动点胶机构的作业情况；控制系统5分别与各监测件（气压传感器7、惰性气体探测器8）和各执行件（抽真空机构6、惰性气体压力容器1、流量控制器2、自动点胶机构和点胶监控器4）电连接，用于设定工作参数并根据各监测件的反馈控制各执行件，以依次实现对作业箱9抽真空、对作业箱9充入惰性气体、作业箱9密闭保持、对对空芯反谐振光纤两端自动点胶的工序。 [0053] 控制系统5采用上述实施例一中公开的控制策略，其设定的工作参数包括作业箱9内压、惰性气体充气流速、惰性气体充气时间、作业箱9密闭保持的时间。 [0054] 如图1所示，在本实施例中，作业箱9外设有自动点胶机构的紧急停止按钮10和保证抽真空安全的安全阀门3。 [0055] 如图2和图3所示，在本实施例中，自动点胶机构包括点胶头14以及位于点胶头14两侧且朝向不同角度的摄像头13，点胶头14和摄像头13能同步移动，摄像头13外接至点胶监控器4。 [0056] 以下是采用本发明的方案对空芯反谐振光纤填充惰性气体的实验部分数据： [0057] 表1 采用本发明的方案对空芯反谐振光纤填充惰性气体的三组实验数据[0058] [0059] 实验1：选取一根长度为 5m 的空芯反谐振光纤，按照本发明方案进行充气操作。抽真空时间为 60s，设定的内压为90pa，充气流速为 0.001m³/s，充气时间为 35s，保持时间为 10s。充气完成后，对空芯反谐振光纤的性能进行测试，结果表明，充气后的空芯反谐振光纤传输损耗降低了30%，稳定性得到了显著提高。 [0060] 实验2：选取一根长度为 10m 的空芯反谐振光纤，按照本发明方案进行充气操作。抽真空时间为 80s，设定的内压为0.7pa，充气流速为 0.001m³/s，充气时间为 45s，保持时间为 15s。充气完成后，对空芯反谐振光纤的性能进行测试，结果表明，该空芯反谐振光纤的传输损耗降低了 35%，稳定性良好。 [0061] 实验3：选取一根长度为 15m 的空芯反谐振光纤，按照本发明方案进行充气操作。抽真空时间为 110s，设定的内压为0.008pa，充气流速为 0.001m³/s，充气时间为 65s，稳定时间为 20s。充气完成后，对空芯反谐振光纤的性能进行测试，结果表明，该空芯反谐振光纤的传输损耗降低了 40%，稳定性极佳。 [0062] 从实验数据可以看出，本发明方案可以精确控制空芯反谐振光纤的充气量和内部压力，并且充气后的气体分布均匀，能够有效提高空芯反谐振光纤的传输能。 [0063] 因此，本发明中，通过对作业箱9抽真空、对作业箱9充入惰性气体、作业箱9密闭保持、对空芯反谐振光纤两端自动点胶的工序，实现了洁净环境下对空芯反谐振光纤填充惰性气体，且充气量能精确控制。 |
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