[发明专利]一种可承受100MPa压力的光纤穿壁装置及其制作方法

说明书

本发明涉及水下机器人技术领域，具体地说是一种可承受100MPa压力的光纤穿壁装置及其制作方法。包括穿壁件本体，所述穿壁件本体的一端设有用于与耐压舱壁面螺纹连接的外螺纹，另一端设有用于与耐压舱壁面的外表面密封连接的轴肩，所述穿壁件本体上沿轴向设有穿线孔，所述穿壁件本体的轴肩端和螺纹端分别设有与穿线孔连通的灌胶槽I和灌胶槽II，光纤穿过穿线孔、并且通过在灌胶槽I、穿线孔及灌胶槽II内灌胶环氧树脂固定。本发明利用环氧在压力下的收缩特性进行密封，并为环氧提供骨架提高承压能力，保证耐压仓的密封性。

技术领域

本发明涉及水下机器人技术领域，具体地说是一种可承受100MPa压力的光纤穿壁装置及其制作方法。

背景技术

光纤通信技术已成为现代通信的主要支柱之一，光纤通信作为一门新兴技术，可以用于深水与地面通信。光纤具有频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强等优点，不仅在民用市场收到用户追捧，而且在军事、海洋科考、太空探索等领域应用越来越广泛。

光纤由内芯和包层组成，内芯一般为几十微米或几微米；外面层称为包层，包层的作用就是保护光纤，光纤的聚合物图层一般为环氧丙烯酸酯或者丙烯酸酯。内涂层弹性模量较低，约为白兆帕级，材质软，用于避免光纤收到机械损伤。外图层弹性模量较高，可达几万兆帕，材质坚硬，有利于光纤受压特性和耐磨特性。

现有光纤穿壁密封技术通常采用O圈挤压密封，多数适用场合为无压差舱体穿壁，例如民用光端机盒与航空航天飞行器密封舱体。在水下应用中，国内目前采用光纤穿壁可用于1000米水深工作的ARV，即内外压差仅为10MPa，而且为单光纤穿壁密封。当潜器在深海工作时，需要耐压仓内部与外部的通讯，其中的关键问题就是光纤穿壁连接，而且要保证耐压仓的密封性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可承受100MPa压力的光纤穿壁装置及其制作方法。该装置及其制作方法保证了耐压仓的密封性。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可承受100MPa压力的光纤穿壁装置，包括穿壁件本体，所述穿壁件本体的一端设有用于与耐压舱壁面螺纹连接的外螺纹，另一端设有用于与耐压舱壁面的外表面密封连接的轴肩，所述穿壁件本体上沿轴向设有穿线孔，所述穿壁件本体的轴肩端和螺纹端分别设有与穿线孔连通的灌胶槽I和灌胶槽II，光纤穿过穿线孔、并且通过在灌胶槽I、穿线孔及灌胶槽II内灌胶环氧树脂固定。

在所述灌胶槽I的底部，所述穿线孔的端部边缘设有沿轴向凸起的唇型结构。

在所述灌胶槽I的底部设有圆柱形凸起，在所述圆柱形凸起上沿轴向设有与穿线孔连通的锥形孔，所述锥形孔的外侧开口大于内侧开口，并且外侧开口的边缘为圆弧过渡，形成所述唇型结构。

所述灌胶槽II的内壁设有螺旋槽结构。所述光纤位于所述灌胶槽II内的部分盘旋布设。

所述环氧树脂外露于灌胶槽I和灌胶槽II的部分均为锥面。

一种可承受100MPa压力的光纤穿壁装置的制作方法，该方法包括以下几个步骤：

1)加工穿壁件本体，所述穿壁件本体的一端设有用于与耐压舱壁面螺纹连接的外螺纹，另一端设有用于与耐压舱壁面的外表面密封连接的轴肩，所述穿壁件本体上沿轴向设有穿线孔，所述穿壁件本体的轴肩端和螺纹端分别设有与穿线孔连通的灌胶槽I和灌胶槽II，在所述灌胶槽I的底部，所述穿线孔的端部边缘设有沿轴向凸起的唇型结构；

2)对所述穿壁件本体进行阳极氧化处理，处理完后及时入袋封存；

3)将两根或两根以上光纤通过酒精浸泡来处理表面；

4)两根或两根以上光纤的一端端部分别通过玻璃胶粘接，将各光纤的另一端从所述穿壁件本体的灌胶槽I一侧插入，各光纤的另一端在所述穿壁件本体的灌胶槽II内盘旋后伸出，通过光纤的一端端部的玻璃胶将灌胶槽I的槽口封住；