[发明专利]光纤熔接机用高效加热槽及光纤熔接机

说明书

技术领域

本发明涉及光纤熔接技术领域，特别涉及一种光纤熔接机用高效加热槽及使用该加热槽的光纤熔接机。

背景技术

光纤接头熔接通常包括两个主要的过程，一是熔接过程，包括推进、对准、放点、估算损耗，二是热缩过程，光纤热熔接续后，需用热缩套管覆盖熔接点，将热缩套管放入热缩装置中的加热槽进行热缩加固，其中第一个过程不同厂家的熔接机所需时间从9秒到15秒不等，该时间基本上没有节省的空间；对于第二个过程，当前国内外熔接机熔点固定包括两个过程，一个是加热过程，另一个是加热后的冷却过程，目前冷却过程时间较短，仅为几秒，加热过程所需时间较长，一般在35秒左右，其中加热过程时间较长导致热缩时间长，效率低，造成加热过程时间长的主要原因有以下两点：

1. 现有熔接机加热槽的加热部件不能快速升温：现有熔接机加热部件一般为铝材包裹陶瓷材质的加热片，陶瓷加热片的温升能力一般为加热20s以上能达到200度；

2. 现有熔接机加热槽结构的热传导效率低：现有加热槽一般为平底U型结构，这种形状的加热槽在热缩过程中加热槽与热缩套管的接触面仅为一条边，热传导面积小，传导效率低。

此外，陶瓷加热片一旦成型则无法通过形状造型来改变和提高热传导效率，其造型需要在未烧结的软土阶段进行，然后高温烧结固定，这个过程会产生较高的成本，和承担较高不良率的风险；而且目前普遍使用的陶瓷加热器在短时间内温度剧烈变化会导致外层陶瓷开裂，量产中存在重大风险。

针对陶瓷加热片无法满足快速温升的缺陷，个别熔接机加热槽的加热部件使用PI（聚酰亚胺）加热膜通过胶粘包裹铝材，从而提高温升能力，但PI加热膜与铝材连接的耐高温胶体属于封锁类技术，目前只有日本及欧美国家能够生产，价格昂贵；此外，虽然PI 加热膜可做柔性造型提高热传导效率，但其成品也因功率密度过大，不能大面积加热，仅能对局部小面积温升，通过热传递向两侧延伸；而且其选用铝基材导热片，高温会产生铝离子，有可能对长期使用者的健康造成威胁。

发明内容

本发明提供一种光纤熔接机用高效加热槽，其通过在导热性能好的金属薄板材上印刷具备一定参数的加热电阻及优选电阻排布方式等，并通过优选加热槽的形状为V形，以解决现有技术中存在的上述缺陷。

本发明还提供一种使用上述高效加热槽的光纤熔接机，以解决现有技术中存在的上述缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种光纤熔接机用高效加热槽，所述加热槽的加热基材为导热性能好的金属薄板材；所述加热槽的制备包括在所述导热性能好的金属薄板材加热基材外表面通过厚膜丝网印刷工艺依次印刷绝缘介质、加热电阻、过渡点导体、玻璃保护釉，其中在所述加热槽的两个加热面外侧各印刷一条加热电阻，每条加热电阻的电阻值为 4.7±0.5Ω，功率密度为 10-20W/cm²；所述加热电阻选用温度系数为1500±150 ppm/℃的电阻材料。本发明通过在导热性能好的金属薄板材上印刷优选电阻值、功率密度和温度系数的加热电阻，可大幅度提高温升及热缩效果，热缩时间可大幅缩短。

在本发明的优选实施方式中，还包括对印刷的加热电阻的电阻值分布进行优化，具体为：使加热电阻两端电阻值大于中间电阻值，且电阻值由两端向中间连续或阶梯状递减。为了达到上述效果，具体地，可通过以下方式实现：例如在印刷加热电阻时，将中间电阻刷厚，两端刷薄，使中间电阻值小，两端电阻值大；又例如印刷加热电阻时，中间采用功率密度相对较小的电阻材质，两端采用功率密度相对较大的电阻材质。通过上述对加热电阻的电阻值设置，能显著降低加热槽中间段与左右两端的温差值，直接提高温升效果，缩短温升时间。

其中，导热性能好的金属薄板材优选为不锈钢，更优选为SUS430型号不锈钢，可以利用SUS430不锈钢的导热性能优异的条件将加热槽 6秒内快速升温至 200℃；通过在不锈钢外表面印刷玻璃釉可以满足加热槽的耐高温性能（400℃以上）；同时，不锈钢材质可通过折弯进行形状造型，过程简单，操作容易，成本低；而且，SUS430型号不锈钢强度高，可以直接在上面印刷绝缘介质、加热电阻、过渡点导体、玻璃保护釉等材料，而目前常用的铝材质，由于强度不高，在达到加热基材用的薄度时会很软，需用固定架支撑，更无法采用厚膜丝网印刷工艺在上面印刷绝缘介质、加热电阻、过渡点导体、玻璃保护釉等材料，其加工制作过程和工序相对而言难度更大；此外，不锈钢材质不会产生铝离子，对使用者而言更加环保。