[發明專利]電氣貫穿件及其制造方法、電氣貫穿裝置

有效

• 申請號: 201810651657.2
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108831571B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 閆賀;刁興中;范智淳;張勇;王海濤;董玉杰;張作義
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G21C13/02
• 分類號: G21C13/02;H01C17/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種電氣貫穿件，其特征在于，包括封接玻璃、外管以及插設在所述外管中的導體，所述外管的兩端均堵設有支撐固定塊，所述導體的兩端分別探出于對應的所述支撐固定塊；所述導體與所述外管之間燒結有封接玻璃，所述封接玻璃將所述導體、所述外管和所述支撐固定塊共同圍設形成的環形腔分隔成上下兩個腔體；所述外管的上部和下部均橫向貫穿開設有通氣孔；所述封接玻璃上穿設有光纖，所述光纖的至少一端探出對應的所述支撐固定塊后與光纖接頭連接，所述光纖位于所述封接玻璃中的部分刻寫有光纖布拉格光柵、以形成第一光纖布拉格光柵傳感器；所述光纖臨近所述封接玻璃的部分刻寫有光纖布拉格光柵、以形成第二光纖布拉格光柵傳感器。

2.根據權利要求1所述的電氣貫穿件，其特征在于，所述封接玻璃上穿設有多根所述光纖。

3.根據權利要求1所述的電氣貫穿件，其特征在于，所述導體包括金屬導體和套設在所述金屬導體外側的絕緣套管。

4.根據權利要求1所述的電氣貫穿件，其特征在于，所述封接玻璃的材質為無機材料。

5.根據權利要求1所述的電氣貫穿件，其特征在于，所述光纖位于所述封接玻璃的上下兩側均設有所述第二光纖布拉格光柵傳感器。

6.一種基于權利要求1至5任一項所述的電氣貫穿件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

將玻璃粉末放入模具后壓制成型，以獲得成型坯體；

在所述成型坯體上鉆設用于插設導體的第一通孔和用于穿設光纖的第二通孔，以獲得加工坯體；

將所述加工坯體放入加熱爐進行低溫加熱、直至所述加工坯體玻化為封接玻璃；

通過支撐模具將所述封接玻璃推入外管中；其中，所述支撐模具上設有分別與所述第一通孔和所述第二通孔同軸的第一插孔和第二插孔；

將所述導體和所述光纖分別插入所述第一通孔和所述第二通孔中，并使所述光纖上的第一光纖布拉格光柵傳感器位于所述的第二通孔中，以獲得組裝樣品；

將所述組裝樣品放入加熱爐進行高溫加熱，直至所述封接玻璃的溫度達到目標溫度熔融后停止加熱，具體為：

將所述組裝樣品放入加熱爐；

在所述光纖的其中一端安裝光纖接頭，并將所述光纖接頭與光信號解調儀連接；

啟動所述加熱爐和所述光信號解調儀；

獲取所述第一光纖布拉格光柵傳感器的波長偏移量Δλ，并通過如下公式計算所述封接玻璃的實際溫度T：

其中，Δλ表示所述第一光纖布拉格光柵傳感器的波長偏移量，λ_B表示所述第一光纖布拉格光柵傳感器的初始波長，α表示所述光纖的熱膨脹系數，ξ表示所述光纖的熱光系數，T₀表示所述封接玻璃的初始溫度；

判斷所述封接玻璃的實際溫度是否達到目標溫度，若是則所述加熱爐停止加熱，若否則所述加熱爐繼續加熱；

將所述組裝樣品保溫指定時間后冷卻至室溫。

7.一種電氣貫穿裝置，其特征在于，包括法蘭盤、緊定螺母、壓緊卡套、安裝套管以及至少一個如權利要求1至5任一項所述的電氣貫穿件；所述安裝套管頂端的內壁上開設有密封環槽、底端的外壁上開設有外螺紋，所述法蘭盤上開設有安裝通孔，所述安裝通孔的上部具有與所述外螺紋螺紋配合的內螺紋，所述外管插設在所述安裝套管中；所述壓緊卡套套設在所述外管上，且所述壓緊卡套的底端插設在所述密封環槽中、頂端探出于所述安裝套管；所述緊定螺母與所述安裝套管的頂部螺紋連接、并壓緊所述壓緊卡套；所述法蘭盤的至少一側設有接線箱，所述接線箱罩設在所述電氣貫穿件上，所述接線箱背向所述法蘭盤的一側設有至少一個格蘭頭和FC轉接法蘭。