[发明专利]高气密性多芯光纤穿舱密封连接器

说明书

技术领域

本发明属于航天器光纤通信连接设备技术领域，具体涉及一种用于航天器地面真空热试验与航天器在轨运行阶段的高气密性多芯光纤穿舱密封连接器。

背景技术

随着我国航天器型号研制要求不断提高，对在地面模拟空间真空热环境下测量航天器的温度与应变，实时监测航天器热变形程度与在轨进行航天器健康状态诊断的需求已经非常迫切。光纤多参量复合传感技术可以满足大型复杂卫星及大型结构件(如网状天线、桁架结构、太阳翼、机械臂等)地面力、热环境试验与在轨健康状态诊断方面的应用需求。

航天器真空热试验一般在地面空间环境模拟器中完成，空间环境模拟器可以模拟太空的真空热环境。高气密性多芯光纤穿舱密封连接器是解决光纤多参量复合传感技术在真空热环境下应用的一大技术难题，主要目的是在保证光纤信号无损传输的同时保持空间环境模拟器内部的高真空度(小于1.0×10^-4Pa)与航天器内部的真空度，尤其是载人航天器与空间站内部的大气压力。

因此，设计和发明一种能够适应高真空(小于1.0×10^-4Pa)环境的高气密性多芯光纤穿舱密封连接器具有积极的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是要提供一种能够适应高真空环境的高气密性多芯光纤穿舱密封连接器，旨在保证光纤信号无损传输的同时保持空间环境模拟器内部的高真空度与航天器内部的真空度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种高气密性多芯光纤穿舱密封连接器，包括胶囊状壳体、弹性密封材料套管，金属压环，金属压块，以及胶囊状壳体的外部密封圈，胶囊状壳体穿设在航天器舱体上，胶囊状壳体包括：舱体内尾罩、舱体外尾罩和内部密封体，舱体内尾罩、舱体外尾罩分别和内部密封体相互螺接固定，内部密封体设置有若干同心均匀布置的安装凹腔以及对称设置的定位销孔，在舱体外尾罩的罩体内，光缆内部的每根光纤依次穿过各自对应的弹性密封材料套管、金属压环和壳体内部安装槽底部的穿孔，弹性密封材料套管、金属压环放入内部密封体的安装凹腔中并进行固定，弹性密封材料套管和金属压环的直径小于安装凹腔的直径，大于安装槽底部穿孔的直径，以使其卡设在安装凹腔的内壁上，所有光纤的尾端穿过金属压块，金属压块放入壳体内部安装凹腔，置于金属压环端面上方，胶囊状壳体通过壳体外部密封圈对壳体与航天器舱体之间的舱体壁法兰进行密封，其中，金属压环为具有中间通孔的圆柱体，金属压块为具有中间通孔的圆柱体，金属压块沿着周向在靠近圆周边缘的位置上对称设置若干轴向上贯通的圆形通孔，圆形通孔靠近周向外边缘的一侧朝着圆柱体的径向开设有轴向贯通的开槽，以供每根光纤沿着轴向从圆柱体的外周向内横过进入圆形通孔中进行固定，定位销插入金属压块的定位销孔和内部密封体的定位销孔，将紧固螺栓插入金属压块的紧固螺孔，通过工具挤压紧固螺栓，压缩金属压块，压缩金属压环和弹性密封材料套管夹紧光纤。

其中，内部密封体200外部中间设置有中间凸缘以及中间凸缘两侧的螺纹。

其中，胶囊状壳体通过螺母，机械固定到舱体壁法兰上。

其中，舱体内尾罩、舱体外尾罩侧壁上均设置有镂空观察窗，所述镂空观察窗用于观察壳体内部光纤紧固形态防止光缆线间弯曲缠绕。

本发明的连接器具有高气密性、可互换性、结构简单、低损耗等优点，解决了光纤连接器的高气密性(泄漏率＜1.0×10^-7Pa·L/S)密封连接技术难题。利用该连接器可以实现只有光纤传感系统无电器件(光纤传感器与传输光纤)放置于容器内，带电器件(光源、解调仪、光电转换模块、数采设备)放置于容器外，免受容器内部高真空度与超低温(温度＜-190℃)环境影响。该连接器尺寸适配空间环境模拟器壁法兰电接口尺寸，可实现光纤连接器与电连接器互换，无需为光纤连接器单独制作模拟器壁法兰，实现试件上传感器端到模拟器外光纤链路的接口标准化，并不损伤光纤的插入损耗和回波损耗光学性能指标，实现光学信号的无损传输，机械性能稳定，并且，该光纤连接器也可应用航天器在轨运行阶段，既保证光纤信号无损传输的同时保证航天器内部真空度。

附图说明

图1是示出根据本发明的一个示例性实施例的高气密性多芯光纤穿舱密封连接器壳体组件立体示意图，其中舱体内尾罩300、舱体外尾罩100和内部密封体200处于分离的状态。

图2是示出根据本发明的一个示例性实施例的高气密性多芯光纤穿舱密封连接器壳体组件立体示意图，其中舱体内尾罩300、舱体外尾罩100和内部密封体200处于连接的状态。