[發(fā)明專利]高氣密性多芯多徑光纖穿壁密封連接器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410419187.9
• 申請(qǐng)日: 2014-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN104155725A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢北行;張景川;謝吉慧;張麗娜;關(guān)來(lái)水;裴一飛;田園;仲健維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所
• 主分類號(hào): G02B6/38
• 分類號(hào): G02B6/38
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于航天器光纖通信連接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于航天器地面模擬空間環(huán)境試驗(yàn)與航天器在軌運(yùn)行階段的高氣密性低損耗多芯多種直徑光纖穿壁密封連接器。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)航天器型號(hào)研制要求不斷提高，對(duì)在地面模擬空間環(huán)境下測(cè)量航天器的溫度與應(yīng)變，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航天器結(jié)構(gòu)熱變形程度、材料損傷程度與在軌進(jìn)行航天器健康狀態(tài)診斷的需求已經(jīng)非常迫切。光纖多參量復(fù)合傳感技術(shù)可以滿足大型復(fù)雜衛(wèi)星及大型結(jié)構(gòu)件(如網(wǎng)狀天線、桁架結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)翼、機(jī)械臂等)地面空間環(huán)境試驗(yàn)與在軌健康狀態(tài)診斷方面的應(yīng)用需求。

航天器需要在地面空間環(huán)境模擬器中完成真空熱試驗(yàn)，空間環(huán)境模擬器可以模擬太空的高真空熱環(huán)境。高氣密性多芯光纖穿壁密封連接器是解決光纖多參量復(fù)合傳感技術(shù)與光纖通信技術(shù)在高真空環(huán)境下應(yīng)用的一大技術(shù)難題，主要目的是在保證光纖信號(hào)無(wú)損傳輸?shù)耐瑫r(shí)保持空間環(huán)境模擬器內(nèi)部的高真空度(小于1.0×10^-4Pa)與航天器內(nèi)部的真空度，尤其是載人航天器與空間站內(nèi)部的大氣壓力。

因此，設(shè)計(jì)和發(fā)明一種能夠適應(yīng)高真空(小于1.0×10^-4Pa)環(huán)境的高氣密性低損耗多芯多種直徑光纖穿壁密封連接器具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是要提供一種能夠適應(yīng)高真空環(huán)境的高氣密性低損耗多芯多種直徑光纖穿壁密封連接器，旨在保證光纖信號(hào)無(wú)損傳輸?shù)耐瑫r(shí)保持空間環(huán)境模擬器內(nèi)部的高真空度與航天器內(nèi)部的真空度。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

高氣密性多芯多種直徑光纖穿壁密封連接器，包括膠囊狀殼體、空心密封套管，殼體內(nèi)部密封圈，空心螺栓型金屬壓塊，以及殼體外部密封圈，膠囊狀殼體穿設(shè)在航天器艙體壁上或空間環(huán)境模擬器壁上并通過(guò)殼體外部密封圈進(jìn)行密封，膠囊狀殼體包括首端尾罩、末端尾罩以及首尾分別與兩尾罩相互螺接固定的內(nèi)部密封體，膠囊狀殼體的內(nèi)部密封體為中空結(jié)構(gòu)，可供多根多直徑光纖并排穿過(guò)，在膠囊狀殼體內(nèi)部，每根光纖依次穿過(guò)空心密封套管，殼體內(nèi)部密封圈，內(nèi)部密封體一側(cè)上的安裝槽底部穿孔，將多根多直徑光纖并排穿過(guò)空心密封套管、在空心密封套管內(nèi)灌裝粘性密封材料，形成氣密性光纖密封套管，將空心密封套管、殼體內(nèi)部密封圈放入內(nèi)部密封體的安裝槽內(nèi)設(shè)置的安裝凹腔中，并進(jìn)行固定；所有光纖的尾端穿過(guò)空心螺栓型金屬壓塊，金屬壓塊穿過(guò)空心密封套管放入安裝凹腔中，置于殼體內(nèi)部密封圈的上方端面，通過(guò)工具旋轉(zhuǎn)擠壓金屬壓塊，壓縮內(nèi)部密封圈，完成空心密封套管與內(nèi)部密封體的氣密封，實(shí)現(xiàn)光纖在穿艙密封連接器殼體內(nèi)部的密封。

其中，內(nèi)部密封體的安裝槽內(nèi)設(shè)置有反凸字形的安裝凹腔，將空心密封套管、殼體內(nèi)部密封圈放入安裝凹腔中并進(jìn)行固定。

其中，空心密封套管的直徑小于殼體內(nèi)部密封圈的直徑和安裝凹腔底部穿孔的直徑，空心密封套管穿過(guò)殼體內(nèi)部密封圈和內(nèi)部密封體安裝凹腔底部穿孔，殼體內(nèi)部密封圈的直徑小于內(nèi)部密封體安裝凹腔的直徑，大于安裝凹腔底部穿孔的直徑，以使其卡設(shè)在安裝凹腔的內(nèi)壁上。

其中，空心密封套管的直徑小于空心螺栓型金屬壓塊直徑，金屬壓塊穿過(guò)空心密封套管放入殼體內(nèi)部安裝凹腔中，置于殼體內(nèi)部密封圈上方端面，通過(guò)工具旋轉(zhuǎn)擠壓空心螺栓型金屬壓塊，壓縮內(nèi)部密封圈，完成密封套管與內(nèi)部密封體的氣密封。

其中，膠囊狀殼體通過(guò)螺母，機(jī)械固定到艙體壁法蘭上。

其中，尾罩側(cè)壁上均設(shè)置有鏤空觀察窗，所述鏤空觀察窗用于觀察殼體內(nèi)部光纖緊固形態(tài)防止光纜線間彎曲纏繞。

其中，首端尾罩、末端尾罩的外部分別設(shè)置突出的頭端鎖定機(jī)構(gòu)和尾端鎖定機(jī)構(gòu)以分別固定光纜頭端和光纜尾端。

本發(fā)明的連接器具有高氣密性、零部件可互換性、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低損耗、多直徑光纖適用等優(yōu)點(diǎn)，解決了光纖連接器的高氣密性(泄漏率＜1.0×10^-7Pa·L/S)低損耗多種類多直徑多芯光纖密封連接技術(shù)難題。利用該連接器可以實(shí)現(xiàn)只有光纖傳感系統(tǒng)無(wú)電器件(光纖傳感器與傳輸光纖)放置于容器內(nèi)，帶電器件放置于容器外，免受容器內(nèi)部高真空度與超低溫(溫度＜-190℃)環(huán)境影響。該連接器尺寸適配空間環(huán)境模擬器壁法蘭電接口尺寸，可實(shí)現(xiàn)光纖連接器與電連接器互換，無(wú)需為光纖連接器單獨(dú)制作模擬器壁法蘭，實(shí)現(xiàn)試件上傳感器端到模擬器外光纖鏈路的接口標(biāo)準(zhǔn)化，并不損傷光纖的插入損耗和回波損耗光學(xué)性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)光學(xué)信號(hào)的無(wú)損傳輸，機(jī)械性能穩(wěn)定，并且，該光纖連接器也可應(yīng)用航天器在軌運(yùn)行階段，既保證光纖信號(hào)無(wú)損傳輸?shù)耐瑫r(shí)保證航天器內(nèi)部真空度。

附圖說(shuō)明