一種用于光纖溫度剖面儀的扭力抵消型傳輸光纖線(xiàn)圈的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提出了一種用于光纖溫度剖面儀的扭力抵消型傳輸光纖線(xiàn)圈，包括雙光纖傳輸線(xiàn)圈，分為上、下兩部分，傳感器與下光纖線(xiàn)圈相連，上光纖線(xiàn)圈與放置在干端的探頭外筒相連。用發(fā)射器將入水探頭及下光纖線(xiàn)圈發(fā)射到水中，反向繞制光纖的方式保證探頭入水后，上下光纖線(xiàn)圈同時(shí)放線(xiàn)，光纖受力均勻、不打結(jié)、不折斷，能正常不間斷地傳輸信號(hào)，使整個(gè)溫度剖面儀正常工作，并使測(cè)量溫度剖面時(shí)可以不受測(cè)量船航速的限制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于光纖溫度剖面儀的扭力抵消型傳輸光纖線(xiàn)圈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及海軍反潛技術(shù)、海洋科考領(lǐng)域，具體涉及一種用于光纖溫度剖面儀的傳輸光纖線(xiàn)圈。

【背景技術(shù)】
[0002]光纖溫度剖面儀是用來(lái)測(cè)量及處理海洋溫度和深度分布特性的裝置，主要應(yīng)用于海軍的反潛戰(zhàn)、海洋礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)、海洋學(xué)或氣象學(xué)等領(lǐng)域的水文測(cè)量，為軍民海洋環(huán)境調(diào)查提供一種快速準(zhǔn)確的測(cè)量手段。光纖溫度剖面儀主要由探頭、發(fā)射器、傳輸光纖線(xiàn)圈、解調(diào)記錄單元等部分組成。探頭主要功能是檢測(cè)探頭所在位置的海水溫度信號(hào)和壓力信號(hào)，包括具有特定流體動(dòng)力外形的入水探頭及探頭筒，入水探頭位于探頭發(fā)射筒內(nèi)，探頭內(nèi)有光纖光柵溫度和壓力傳感器各I個(gè)，串接復(fù)用，通過(guò)傳輸光纖線(xiàn)圈分別與探頭和探頭筒相連。信號(hào)通過(guò)傳輸光纖線(xiàn)圈實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸，因此，傳輸光纖線(xiàn)圈是光纖溫度剖面儀設(shè)備的關(guān)鍵部件之一。
[0003]Lockheed Martin公司的光纖溫度剖面儀為銅導(dǎo)線(xiàn)傳輸信號(hào)模式，其采用雙線(xiàn)包內(nèi)抽式放線(xiàn)，繞制線(xiàn)包的材料是特制漆包線(xiàn)，漆包線(xiàn)較細(xì)并且容易成型，比較適合繞制內(nèi)抽式線(xiàn)包，可以用傳統(tǒng)工藝實(shí)現(xiàn)繞線(xiàn)。
[0004]由于光纖的抗扭、抗折能力較弱，因此光纖線(xiàn)圈直徑不能過(guò)小，在考慮骨架直徑大小時(shí)除了受限于整體探頭的尺寸、光纖線(xiàn)包不能過(guò)大，還要根據(jù)光纖本身的抗彎曲能力來(lái)確定骨架直徑的最小直徑。
[0005]入水探頭釋放過(guò)程中，光纖不能承受過(guò)大的拉力，要保證光纖受力小于20N的抗拉強(qiáng)度。根據(jù)光纖溫度剖面儀本身應(yīng)用水深的要求，放纖長(zhǎng)度大于1000m，由于IOOOm光纖在骨架上所需繞制的圈數(shù)約為5000圈左右，如果按照傳統(tǒng)方式繞制在同一個(gè)骨架上，在放纖過(guò)程中每圈所產(chǎn)生的螺旋扭矩累積到20圈以上就會(huì)出現(xiàn)光纖打結(jié)現(xiàn)象，導(dǎo)致光纖折斷。
[0006]為了使光纖線(xiàn)圈在使用時(shí)能有序放線(xiàn)，需要選擇有適當(dāng)粘接力和強(qiáng)度的膠固定光纖，使光纖既可以有序盤(pán)繞在骨架上不發(fā)生散亂，又可以在放纖時(shí)不對(duì)光纖涂覆層造成破壞。
[0007]綜合以上因素，光纖線(xiàn)圈的整體設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足光纖抗彎曲能力、抗拉強(qiáng)度，而且必須保證探頭入水后，光纖不會(huì)打結(jié)甚至折斷，能正常傳輸信號(hào)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種新型的反向繞制雙光纖線(xiàn)圈來(lái)制作光纖溫度剖面儀的傳輸光纖線(xiàn)圈。
[0009]本實(shí)用新型為解決技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案:
[0010]一種用于光纖溫度剖面儀的扭力抵消型傳輸光纖線(xiàn)圈，其特征在于:包括雙光纖線(xiàn)圈，光纖線(xiàn)圈由光纖在繞線(xiàn)骨架上饒制而成，光纖在兩只繞線(xiàn)骨架上為反向繞制；單個(gè)光纖線(xiàn)圈采用逐層縮短行程的繞線(xiàn)方式形成略帶錐形的結(jié)構(gòu)形狀；在線(xiàn)圈一端留有尾纖出纖槽，光纖從槽中穿入其腔內(nèi)與光纖光柵壓力傳感器熔接。
[0011]作為優(yōu)選，前500m光纖每繞一層就涂有寬5mm左右的FCA-1膠帶兩條，180度對(duì)稱(chēng)，并在500m處作記號(hào)，后500m不涂膠，繞制成的雙光線(xiàn)線(xiàn)圈用FAC-1膠進(jìn)行熱固化。
[0012]作為優(yōu)選，光纖繞線(xiàn)骨架采用尼龍材料。
[0013]本實(shí)用新型具有以下有益技術(shù)效果:
[0014]1、放纖過(guò)程中兩光纖線(xiàn)圈同時(shí)放纖，使每放一圈光纖的螺旋扭矩互相抵消，以保證光纖受力小于20N的抗拉強(qiáng)度，滿(mǎn)足放線(xiàn)過(guò)程中光功率變化不超過(guò)ldB，可承受放纖速度不大于7m/s的速度要求。
[0015]2、FCA_1膠固化后呈透明果凍狀，質(zhì)軟，有一定粘接性，但放纖時(shí)光纖易剝離，而且對(duì)涂覆層無(wú)任何損傷。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
:
[0016]圖1光纖線(xiàn)圈繞線(xiàn)方式示意圖；
[0017]圖2單個(gè)光纖繞線(xiàn)骨架結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3光纖溫度剖面測(cè)量系統(tǒng)示意圖；
[0019]附圖標(biāo)記說(shuō)明:槽口端1、尾端2、光纖光柵溫度傳感器3、光纖光柵壓力傳感器4、下光纖線(xiàn)圈5、上光線(xiàn)線(xiàn)圈6、解調(diào)記錄儀7。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0021]首先進(jìn)行繞線(xiàn)理論計(jì)算:由于入水探頭內(nèi)用來(lái)繞制光纖的芯軸直徑應(yīng)不小于所選用光纖的最小彎曲半徑，若光纖最小彎曲大于50mm，導(dǎo)致入水探頭的外徑較大，入水探頭重心后移，造成入水探頭下降過(guò)程中姿態(tài)不穩(wěn)，在水中下降過(guò)程中阻力較大，速度較慢。光纖線(xiàn)圈長(zhǎng)度在IOOOm以上，兼顧成本及抗彎曲能力，光纖采用G657單模光纖，最小繞制外徑為35_，整個(gè)光纖線(xiàn)圈、探頭尺寸滿(mǎn)足要求，同時(shí)芯軸預(yù)留足夠空間放置光纖光柵傳感器，繞線(xiàn)區(qū)長(zhǎng)度為80_，經(jīng)過(guò)計(jì)算預(yù)計(jì)每個(gè)線(xiàn)圈各繞14層左右。
[0022]參見(jiàn)圖1、圖2:兩個(gè)線(xiàn)圈繞制時(shí)以同樣的轉(zhuǎn)向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，按照?qǐng)D1方式安裝光纖線(xiàn)圈，即為反向。為便于放纖，將光纖線(xiàn)圈繞成錐形，單個(gè)光纖線(xiàn)圈采用逐層縮短行程的繞線(xiàn)方式，如圖2所示，以槽口端I為起始端，繞至尾端2暫停，回程時(shí)繞制起始點(diǎn)相對(duì)第一層結(jié)束點(diǎn)(即槽口端)左移約5mm，以此類(lèi)推，每個(gè)偶數(shù)層的起始點(diǎn)相對(duì)前一個(gè)單數(shù)層結(jié)束點(diǎn)均向槽口移動(dòng)5mm左右，待14層光纖繞線(xiàn)結(jié)束后，光纖線(xiàn)圈即成錐形。
[0023]繞線(xiàn)工藝步驟:先將IOOOm光纖全部繞在上光纖線(xiàn)圈上6。在繞制光纖時(shí)，首先將光纖盤(pán)首端光纖從繞線(xiàn)骨架槽口端I穿入骨架內(nèi)部，預(yù)留Im長(zhǎng)尾纖固定在繞線(xiàn)骨架內(nèi)部，繞線(xiàn)骨架兩端用專(zhuān)用夾具夾持后固定在繞纖機(jī)上進(jìn)行繞纖，以逐層縮短行程的繞線(xiàn)方式進(jìn)行繞制，為防止放纖時(shí)光纖脫落，前500m每繞一層就涂有寬5mm左右的FCA-1膠帶兩條，180度對(duì)稱(chēng)，并在500m處作記號(hào)，后500m不涂膠。
[0024]上光纖線(xiàn)圈6繞制完成后，用透明膠帶作臨時(shí)固定，將其從繞線(xiàn)機(jī)上取下，并取代繞纖機(jī)放線(xiàn)架上的光纖盤(pán)，上光纖線(xiàn)圈尾端6向里放置。將下光纖線(xiàn)圈5用專(zhuān)用夾具固定在繞纖機(jī)主軸上，與上光纖線(xiàn)圈6同向放置，上光纖線(xiàn)圈6的尾纖先穿過(guò)探頭尾翼，再穿入繞線(xiàn)骨架槽口端I內(nèi)部固定，同時(shí)將尾翼固定在繞線(xiàn)機(jī)上。兩個(gè)線(xiàn)圈以同樣的轉(zhuǎn)向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，繞線(xiàn)方式與上光纖線(xiàn)圈6前500m光纖繞線(xiàn)及固定方式相同,將上光纖線(xiàn)圈的光纖放出500m繞于下光纖線(xiàn)圈5，繞制完成后同樣用透明膠作臨時(shí)固定，而后按照FAC-1膠的固化方式進(jìn)行熱固化。
[0025]參見(jiàn)圖3:下光纖線(xiàn)圈5連接光纖光柵溫度傳感器3、光纖光柵壓力傳感器4，上光線(xiàn)線(xiàn)圈6連接解調(diào)記錄儀7，構(gòu)成光纖溫度剖面測(cè)量系統(tǒng)。用發(fā)射器將入水探頭及下光纖線(xiàn)圈5發(fā)射到水中，反向繞制光纖的方式保證探頭入水后，上下光纖線(xiàn)圈同時(shí)放線(xiàn)，光纖受力均勻、不打結(jié)、不折斷，能正常不間斷地傳輸信號(hào)，使整個(gè)溫度剖面儀正常工作，并使測(cè)量溫度剖面時(shí)可以不受測(cè)量船航速的限制。
[0026]以上對(duì)本實(shí)用新型的描述不具有限制性，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)的情況，作出本實(shí)用新型的其它結(jié)構(gòu)變形和實(shí)施方式，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于光纖溫度剖面儀的扭力抵消型傳輸光纖線(xiàn)圈，其特征在于:包括雙光纖線(xiàn)圈，光纖線(xiàn)圈由光纖在繞線(xiàn)骨架上饒制而成，光纖在兩只繞線(xiàn)骨架上為反向繞制；單個(gè)光纖線(xiàn)圈采用逐層縮短行程的繞線(xiàn)方式形成略帶錐形的結(jié)構(gòu)形狀；在線(xiàn)圈一端留有尾纖出纖槽，光纖從槽中穿入其腔內(nèi)與光纖光柵壓力傳感器熔接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光纖溫度剖面儀的扭力抵消型傳輸光纖線(xiàn)圈，其特征在于:前500m光纖每繞一層就涂有寬5mm左右的FCA-1膠帶兩條，180度對(duì)稱(chēng)，并在500m處作記號(hào)，后500m不涂膠，繞制成的雙光線(xiàn)線(xiàn)圈用FAC-1膠進(jìn)行熱固化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光纖溫度剖面儀的扭力抵消型傳輸光纖線(xiàn)圈，其特征在于:光纖繞線(xiàn)骨架采用尼龍材料。
【文檔編號(hào)】G01K11/32GK203837839SQ201320848685
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】周蘇萍, 徐漢鋒, 李東明, 桑衛(wèi)兵, 何少靈, 相冰 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一五研究所