一種針對(duì)光纖陀螺敏感光纖環(huán)的冷光一體固化裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種針對(duì)光纖陀螺敏感光纖環(huán)的冷光一體固化裝置和方法，包括固定部分、光源部分和轉(zhuǎn)軸控制部分；固定部分將光源固定，光源部分將待固化的光纖陀螺敏感光纖環(huán)照射，轉(zhuǎn)軸控制部分將待固化的光纖陀螺敏感光纖環(huán)旋轉(zhuǎn)；所述光源部分包括LED紫外燈和多面體反射鏡。本發(fā)明是一種低應(yīng)力、整體式固化系統(tǒng)，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)帶動(dòng)敏感光纖環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，利用了機(jī)械結(jié)構(gòu)中多面體反射鏡將紫外光分束到光纖環(huán)端面和環(huán)面，達(dá)到了整體固化光纖環(huán)的目的，降低了光纖環(huán)內(nèi)存在的應(yīng)力，提高了光纖環(huán)生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種針對(duì)光纖陀螺敏感光纖環(huán)的冷光一體固化裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖陀螺制造技術(shù)，尤其涉及一種適用于光纖陀螺敏感光纖環(huán)的一體固化裝置，和采用該特殊固化裝置進(jìn)行一體固化的方法。適用于高精度光纖陀螺及其它光纖傳感器的制作。
【背景技術(shù)】
[0002]敏感光纖環(huán)是光纖陀螺的核心元件，光纖環(huán)的穩(wěn)定性和抗干擾能力直接影響光纖陀螺的性能，因此在光纖陀螺研制過程中，光纖環(huán)的制作技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一。光纖環(huán)固化是指把粘接光纖的膠粘劑通過一定條件由液體變?yōu)楣腆w，從而將光纖環(huán)固化的過程，而這種固化技術(shù)會(huì)決定光纖環(huán)的性能，這使得光纖環(huán)固化技術(shù)成為了關(guān)鍵技術(shù)中的核心。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，光纖環(huán)固化的方法是，利用一支600W汞燈在陀螺頂端照射進(jìn)行固化，這種方式存在以下缺點(diǎn):1、固化時(shí)汞燈產(chǎn)生巨大熱量使光纖環(huán)內(nèi)熱應(yīng)力增加，應(yīng)變情況嚴(yán)重；2、單只燈泡照射不均勻使光纖環(huán)固化強(qiáng)度不均勻，多支燈泡耗電量又很大；3、固化時(shí)需要轉(zhuǎn)換汞燈角度重復(fù)照射光纖環(huán)的環(huán)面和端面，導(dǎo)致生產(chǎn)效率過低，生產(chǎn)能耗過大。
[0004]現(xiàn)有光纖環(huán)固化技術(shù)的總體缺點(diǎn)是固化的同時(shí)給光纖環(huán)帶來了附加應(yīng)力并且效率過低，所述的效率過低是指生產(chǎn)一只陀螺需要人工參與進(jìn)行多次固化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有光纖環(huán)固化技術(shù)的缺陷，提供一種針對(duì)光纖陀螺敏感光纖環(huán)的冷光一體固化裝置和方法，采用LED冷光固化方法在降低光纖環(huán)熱應(yīng)力方面具有很明顯的作用，同時(shí)使用LED冷光固化設(shè)備，避免了不斷的轉(zhuǎn)化角度照射，減少了過多的人為操作次數(shù)，提高了工作效率。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種針對(duì)光纖陀螺敏感光纖環(huán)的冷光一體固化裝置，包括固定部分、光源部分和轉(zhuǎn)軸控制部分。固定部分將光源固定，光源部分光源部分包括LED紫外燈和多面體反射鏡，將待固化的光纖陀螺敏感光纖環(huán)從側(cè)面和端面照射，轉(zhuǎn)軸控制部分將待固化的光纖陀螺敏感光纖環(huán)旋轉(zhuǎn)。
[0007]進(jìn)一步講，固定部分包括一螺紋柱和一固定框，固定框上均布有幾支LED紫外燈，螺紋住上固定多面體反射鏡。
[0008]轉(zhuǎn)軸控制部分包括一由電機(jī)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸活動(dòng)地穿過多面體反射鏡,端部連接光纖陀螺；待固化的光纖陀螺位于幾支LED紫外燈的包圍圈內(nèi)，同時(shí)位于多面體反射鏡的前方。光纖陀螺的敏感光纖環(huán)環(huán)面與LED紫外燈相對(duì)，光纖環(huán)端面與多面體反射鏡相對(duì)。
[0009]進(jìn)一步講，幾支LED紫外燈以3?6支均布在所述固定框上為宜。
[0010]進(jìn)一步講，多面體反射鏡是由金屬制成反射面。還可以在金屬反射面基礎(chǔ)上黏有紫外波段高反射率鏡。
[0011]一種光纖陀螺敏感光纖環(huán)冷光一體固化方法，包括了如下步驟:
[0012]I)將待固化的光纖陀螺敏感光纖環(huán)的端面和環(huán)面均勻涂抹上紫外線固化膠，膠液在50-55°C時(shí)保持有流動(dòng)性；
[0013]2)將涂好膠的光纖陀螺安裝到裝置轉(zhuǎn)軸上；
[0014]3)打開LED紫外燈照射，同時(shí)讓轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)光纖陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)，至光纖環(huán)表面的膠全面得以固化為止；
[0015]4)觀察光纖環(huán)表面的膠全面固化之后，取下光纖陀螺即可。
[0016]上述方法中，涂抹在光纖環(huán)表面的膠液以均勻黏著且不會(huì)流下為標(biāo)準(zhǔn)。
[0017]LED紫外燈照射時(shí)間為4小時(shí)左右，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速以0.5-1.5轉(zhuǎn)/分鐘勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0018]固化在室溫下進(jìn)行，且保證有空氣對(duì)流。
[0019]由于采取以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是:
[0020]1、裝置使用LED紫外燈，屬于冷光源，避免了照射使光纖環(huán)受熱，有效的防止了膠液固化過程中高溫產(chǎn)生氣泡，由此降低了光纖環(huán)內(nèi)存在的應(yīng)力。這是因?yàn)?，?nèi)應(yīng)力由光纖環(huán)受熱產(chǎn)生氣泡而生成，如果不產(chǎn)生氣飽就不會(huì)有內(nèi)應(yīng)力。膠粘劑預(yù)先均勻涂抹在光纖上，在固化過程中膠粘劑是由液體變?yōu)楣腆w，當(dāng)沒有高溫時(shí)就不會(huì)有氣泡，沒有氣泡，光纖環(huán)表面沒有局部受熱，所以就不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。不產(chǎn)生高溫氣泡的主要好處是光環(huán)表面固化的好。
[0021]2、本發(fā)明使用多只LED紫外燈全方位照射，不僅讓照射更加均勻，而且同樣功率下，LED紫外燈相比節(jié)約了能源。
[0022]3、本發(fā)明通過LED紫外燈和多面體反射鏡的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了特殊光路設(shè)計(jì):LED紫外燈無需移動(dòng)，只需照射光纖環(huán)的環(huán)面即可，而多面體金屬端面反射單元將LED紫外燈的部分光線折射到光纖環(huán)的端面上，做到了光纖環(huán)面和端面同時(shí)固化，提高了固化效率，達(dá)到了一體固化的效果。
[0023]4、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了固化物體多面同時(shí)固化的可行性和可操作性，這與現(xiàn)有工藝技術(shù)的人工多次固化相比提高了效率；而且，多次固化在膠層之間存在黏結(jié)不良的概率，本發(fā)明的一體固化解決了這個(gè)問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中一體固化裝置的立體示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中一體固化裝置的正面示意圖；
[0026]圖3為光纖陀螺的示意圖；
[0027]圖4是多面體反射鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0029]1、基座，2、支架，3、固定框，4、螺紋柱，5、LED紫外燈，6、多面體反射鏡，7、螺紋孔，
8、轉(zhuǎn)軸通孔，9、轉(zhuǎn)軸，10、光纖陀螺，11、光纖環(huán)環(huán)面，12、光纖環(huán)端面，13、陀螺基座，14、反射面。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，但并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0031]如圖1、2所示，該裝置總體分為固定部分、光源部分和轉(zhuǎn)軸控制三部分。
[0032]其中，固定部分包括一穩(wěn)定的基座I，基座I上固定一支架2，支架2—方面支立起一個(gè)固定框3，另一方面支立起一根端部帶有螺紋的螺紋柱4。基座1、支架2、固定框3、螺紋柱4構(gòu)成了固定部分。
[0033]在固定框3上，均布固定著幾支LED紫外燈5 ;在螺紋柱4的螺紋端連接一多面體反射鏡6，多面體反射鏡6位于固定框3的正前方，可接受LED紫外燈5的光，并發(fā)出反射光。LED紫外燈5和多面體反射鏡6構(gòu)成了光源部分。
[0034]在多面體反射鏡6其中的兩個(gè)垂直面上各開設(shè)有一螺紋孔7和一轉(zhuǎn)軸通孔8，兩個(gè)孔的開孔方向相垂直，螺紋孔7用于連接螺紋柱4 ;轉(zhuǎn)軸通孔8中則穿設(shè)一轉(zhuǎn)軸9，轉(zhuǎn)軸9一端由電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端穿過反射鏡延伸到LED紫外燈5的包圍圈中，并且在這一端端部連接待固化的光纖陀螺10，一般就是將轉(zhuǎn)軸9穿過光纖陀螺的中心，螺紋連接即可。轉(zhuǎn)軸通孔8的直徑大于轉(zhuǎn)軸9，所以在轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)并不影響反射鏡，而只是帶動(dòng)光纖陀螺10轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成了轉(zhuǎn)軸控制部分。
[0035]光纖陀螺10位于LED紫外燈5的包圍圈中，同時(shí)位于多面體反射鏡6的前方,這樣，光纖陀螺10的光纖環(huán)的環(huán)面11就可以得到LED紫外燈5的照射，光纖環(huán)的前端面12則可以得到多面體反射鏡6的照射，而由于光纖環(huán)的后端面固定在陀螺基座13上，所以不需要照射，光纖陀螺10的結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0036]光纖陀螺10固化的步驟就是:
[0037]I)首先將需要固化的光纖陀螺10光纖環(huán)的端面和環(huán)面均勻涂抹紫外線固化膠，膠液要稍加粘稠且適量，使其在光纖環(huán)表面均勻黏著且不會(huì)流下，同時(shí)，膠液要保持在50?55°C，維持膠液的最佳黏度值。高于這個(gè)溫度段膠液黏度太小，流膠現(xiàn)象嚴(yán)重，要達(dá)到要求的膠層厚度，必須增加涂膠次數(shù)，否則影響強(qiáng)度；低于這個(gè)溫度段膠液黏度過大，制造加工不易，涂膠困難，被膠接件潤(rùn)濕性差，影響膠接強(qiáng)度。
[0038]2)然后將涂膠的光纖陀螺安裝到裝置轉(zhuǎn)軸9上；
[0039]3)打開LED紫外燈5照射，同時(shí)轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)，通過LED紫外燈5的直射和多面體反射鏡6反射面14的反射光，加之光纖陀螺10的旋轉(zhuǎn)，光纖環(huán)環(huán)面11和端面12的膠得以全面固化；照射時(shí)間為4小時(shí)左右，轉(zhuǎn)速在0.5?1.5轉(zhuǎn)/分鐘左右勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，固化在室溫下進(jìn)行，要保證有空氣對(duì)流。在這個(gè)轉(zhuǎn)速下既保證膠液不會(huì)逆流，還可以達(dá)到最佳固化效率?？刂普丈鋾r(shí)間是為了達(dá)到徹底固化光纖環(huán)，而不是僅固化表面膠液。但是時(shí)間不宜過長(zhǎng)，否則會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使膠液變質(zhì)。
[0040]4)觀察光纖環(huán)表面的膠已經(jīng)全面固化了之后，取下光纖陀螺即可。
[0041]上述所用的固定框3，既可以為一圓形框，也可以為一方形框，在框架上固定3?6個(gè)LED紫外燈，且均布。
[0042]上述的多面體反射鏡6,可以為一金屬反射鏡，由光潔度較高的金屬制成反射面，這些金屬可以是硬鋁，鋼等。進(jìn)一步地，還可以在金屬反射面上黏有紫外波段高反射率鏡，增強(qiáng)紫外光的反射效果。
[0043]對(duì)于多面體反射鏡6，既可以是一由三棱錐削去各個(gè)頂角而形成的多面體(如圖4所示)，也可以是由四棱錐削去各個(gè)頂角而形成的多面體，也可以是由正方體、長(zhǎng)方體等有棱體削去或不削去頂角而形成的多面體，只要是多面體，這些都可以。況且，多面體的面數(shù)越多越好，這樣有助于增強(qiáng)反射效果。每一個(gè)反射面對(duì)應(yīng)一個(gè)燈最好。
[0044]值得說明的是，本發(fā)明選用LED紫外燈，是因?yàn)獒槍?duì)所用的固化膠是紫外膠而選，需要紫外線和膠液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)才能達(dá)到固化效果。
【權(quán)利要求】
1.一種針對(duì)光纖陀螺敏感光纖環(huán)的冷光一體固化裝置，其特征在于，包括固定部分、光源部分和轉(zhuǎn)軸控制部分； 固定部分將光源固定，光源部分將待固化的光纖陀螺照射，轉(zhuǎn)軸控制部分帶動(dòng)待固化的光纖陀螺旋轉(zhuǎn)； 所述光源部分包括LED紫外燈和多面體反射鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固化裝置，其特征在于，所述固定部分包括一螺紋柱和一固定框，固定框上 固定有幾支所述LED紫外燈，螺紋住上固定有所述多面體反射鏡；所述轉(zhuǎn)軸控制部分包括一由電機(jī)帶動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸活動(dòng)地穿過所述多面體反射鏡，并且固定連接所述光纖陀螺；所述待固化的光纖陀螺位于幾支所述LED紫外燈的包圍圈內(nèi)，同時(shí)位于多面體反射鏡的前方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固化裝置，其特征在于，所述光纖陀螺的敏感光纖環(huán)環(huán)面與LED紫外燈相對(duì)，光纖環(huán)端面與多面體反射鏡相對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固化裝置，其特征在于，幾支所述LED紫外燈以3~6支均布在所述固定框上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固化裝置，其特征在于，所述多面體反射鏡由金屬制成反射面，每一個(gè)反射面對(duì)應(yīng)一個(gè)LED紫外燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固化裝置，其特征在于，所述多面體反射鏡，在金屬反射面基礎(chǔ)上黏有紫外波段高反射率鏡。
7.利用權(quán)利要求1~6之一所述固化裝置進(jìn)行的光纖陀螺敏感光纖環(huán)冷光一體固化方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)將待固化的光纖陀螺敏感光纖環(huán)的端面和環(huán)面均勻涂抹上紫外線固化膠，膠液保持在50~55°C涂膠； 2)將涂好膠的光纖陀螺安裝到電機(jī)轉(zhuǎn)軸上； 3)打開LED紫外燈照射，同時(shí)讓轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)光纖陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)，至光纖環(huán)表面的膠全面得以固化為止； 4)觀察光纖環(huán)表面的膠全面固化之后，取下光纖陀螺即可。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固化方法，其特征在于，涂抹在光纖環(huán)表面的膠液以均勻黏著且不會(huì)流下為標(biāo)準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固化方法，其特征在于，LED紫外燈照射時(shí)間為4小時(shí)，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速以0.5~1.5轉(zhuǎn)/分鐘勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固化方法，其特征在于，固化在室溫下進(jìn)行，且保證有空氣對(duì)流。
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK103900612SQ201410123620
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】謝良平, 霍雷, 崔志超, 楊東錕, 李彬, 王媛娣 申請(qǐng)人:中航捷銳（北京）光電技術(shù)有限公司