一種全光纖四分之一波片的封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖電流互感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全光纖四分之一波片的封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖電流互感器是替代傳統(tǒng)電流互感器的理想產(chǎn)品，具有絕緣性好、無磁飽和及安全性高等特點(diǎn)，是我國(guó)智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃中首選方案，在新一代智能化變電站中具有無可替代的地位和廣闊的市場(chǎng)前景。光纖電流互感器的主要工作原理是利用磁光材料的法拉第效應(yīng)。利用交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，對(duì)光纖中兩束傳輸方向相反的圓偏振光作用，使其電場(chǎng)方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，等效于時(shí)間上的相移，并通過相移檢出待測(cè)電流。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外光纖電流互感器采用的主流設(shè)計(jì)方案是直波導(dǎo)反射式，其中光學(xué)傳感部分敏感導(dǎo)線中的電流并將它轉(zhuǎn)換成干涉光的相位信息，構(gòu)成包括四分之一波片、傳感環(huán)圈、端面反射鏡，四分之一波片的作用在于將兩束線偏振光轉(zhuǎn)換成旋向相同的圓偏振光，是整個(gè)光路中至關(guān)重要的關(guān)鍵器件，基本上，其性能決定了光纖電流互感器光信號(hào)的傳感測(cè)量精度。
[0004]現(xiàn)有四分之一波片的種類很多，但能適用于光纖電流互感器的卻很少，如晶體式四分之一波片與光纖連接難度大，且體積大，難以接入傳感頭并進(jìn)行工程化安裝；通過加熱扭轉(zhuǎn)光纖達(dá)到四分之一波片效果的技術(shù)方案則需要復(fù)雜的設(shè)備，操作難度大，同時(shí)長(zhǎng)期使用后應(yīng)力釋放，最終導(dǎo)致失效，所以實(shí)用性不強(qiáng)。通過長(zhǎng)期摸索，由光纖切割、熔接制作的全光纖四分之一波片，結(jié)構(gòu)如圖1所示，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，體積小，重量輕，制備過程簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易，得到的波片質(zhì)量好，受到各光纖電流互感器生產(chǎn)廠家的青睞。全光纖四分之一波片作為光纖電流互感器主要光學(xué)器件，常年工作在惡劣的自然環(huán)境中，其性能易受濕熱的影響。為保證其工作的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、可靠性及器件強(qiáng)度，需采用適當(dāng)?shù)姆庋b方法。
[0005]目前行業(yè)內(nèi)尚無一個(gè)公認(rèn)有效的全光纖四分之一波片的封裝方法，如何進(jìn)行全光纖四分之一波片封裝才能保證波片體積適宜、性能穩(wěn)定可靠是使用光纖電流互感器亟待解決的關(guān)鍵問題之一。
[0006]因此，亟需研制一種全光纖四分之一波片的封裝方法，從而在保證波片體積適宜、性能穩(wěn)定可靠的情況下使用光纖電流互感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種全光纖四分之一波片的封裝方法，針對(duì)光纖電流互感器實(shí)際應(yīng)用狀況，通過合理的三層封裝工藝，以滿足光纖電流互感器的使用要求。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0009]一種全光纖四分之一波片的封裝方法，包括以下步驟:
[0010](1)將全光纖四分之一波片水平安放在開槽的石英片的中間位置，石英片左右端預(yù)留同等距離；
[0011](2)在距全光纖四分之一波片左右兩端距離各1?1.5mm處，涂第一種光纖固定膠，加熱固化后靜置；
[0012]第一種光纖固定膠為按1:1比例摻雜石英粉的353ND膠，點(diǎn)膠位置與四分之一波片左右兩端距離各為1?2mm,加熱固化溫度為120°C,固化時(shí)間為5分鐘，固化后凈置10分鐘；
[0013](3)將步驟(2)得到的石英片套入石英毛細(xì)管中，在石英毛細(xì)管兩邊端口處涂第二種光纖固定膠，加熱固化后靜置；
[0014]第二種光纖固定膠為按1:2比例摻雜石英粉的353ND膠，點(diǎn)膠將管口密封，加熱固化溫度150°C，固化時(shí)間5分鐘，固化后凈置10分鐘；
[0015](4)將步驟(3)得到的石英毛細(xì)管放入高溫烘干箱烘干后靜置；
[0016](5)將步驟(4)得到的石英毛細(xì)管套入熱縮管中，加熱密封后凈置；
[0017](6)將步驟(5)得到的塑封石英管表面均勻涂上封裝膠，外用鋼化玻璃管套??；
[0018](7)將步驟(6)得到的四分之一波片置于溫箱內(nèi)進(jìn)行溫度循環(huán)；
[0019]溫度變化范圍為:在:TC /min的變溫速率下進(jìn)行從_50°C?+80°C的溫度循環(huán)，溫度從-50°C到+80°C再到_50°C為一個(gè)循環(huán)，共運(yùn)行30個(gè)循環(huán)；
[0020](8)步驟(7)結(jié)束后將四分之一波片凈置后使用。
[0021]進(jìn)一步的，如上所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，所述步驟(1)?(3)在30?40倍顯微鏡下進(jìn)行。
[0022]進(jìn)一步的，如上所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，所述石英片上開槽的形狀為以下兩種形狀之一:梯形、U形。
[0023]進(jìn)一步的，如上所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，所述步驟(4)中，烘干溫度80°C，烘干時(shí)間為24小時(shí)，烘干后凈置24小時(shí)。
[0024]進(jìn)一步的，如上所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，所述步驟(5)中，用熱風(fēng)槍加熱密封，密封后靜置10分鐘。
[0025]進(jìn)一步的，如上所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，所述步驟￠)中，封裝膠為704膠。
[0026]進(jìn)一步的，如上所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，所述步驟(8)中，將四分之一波片凈置24小時(shí)后使用。
[0027]本發(fā)明提出的全光纖四分之一波片封裝方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、密封性好、可靠性高、長(zhǎng)期使用穩(wěn)定的突出優(yōu)點(diǎn)，使得此種波片在光纖電流互感器中的應(yīng)用中可完全取代晶體式四分之一波片，成為高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性光纖電流互感器核心部件。
【附圖說明】
[0028]圖1為全光纖四分之一波片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為全光纖四分之一波片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中:1傳輸光纖,2熱縮管,3封裝膠,4鋼化玻璃管,5第二種光纖固定膠,6石英片，7第一種光纖固定膠，8熔點(diǎn)，9全光纖四分之一波片，10石英毛細(xì)管，11傳感光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0032]如圖2所示，本發(fā)明光纖端面反射鏡的封裝結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明所述全光纖四分之一波片的封裝工藝方法主要包括如下步驟:
[0033](1)將全光纖四分之一波片水平安放在開槽的石英片的中間位置，石英片左右端預(yù)留同等距離；
[0034]在本實(shí)施例中，石英片上開槽的形狀為以下兩種形狀之一:梯形、U形。
[0035](2)在距全光纖四分之一波片左右兩端距離各1?1.5mm處，涂第一種光纖固定膠，加熱固化后靜置；可多次點(diǎn)膠，涂滿間隙后用加熱裝置對(duì)膠加熱固化，第一種光纖固定膠為按1:1比例摻雜石英粉的353ND膠，點(diǎn)膠位置與四分之一波片左右兩端距離各為1?2mm，加熱固化溫度為120°C，固化時(shí)間為5分鐘，固化后凈置10分鐘；
[0036](3)將步驟(2)得到的石英片套入石英毛細(xì)管中，在石英毛細(xì)管兩邊端口處涂第二種光纖固定膠，加熱固化后靜置；
[0037]第二種光纖固定膠為按1:2比例摻雜石英粉的353ND膠，點(diǎn)膠將管口密封，光纖周圍的膠要細(xì)心涂滿，可多次點(diǎn)膠，不要有空洞；加熱固化溫度150°C，固化時(shí)間5分鐘，固化后凈置10分鐘；
[0038](4)將步驟(3)得到的石英毛細(xì)管放入高溫烘干箱烘干后靜置；
[0039]在本實(shí)施例中，所述步驟(1)?(3)在30?40倍顯微鏡下進(jìn)行。步驟(3)中的烘干溫度為80°C，烘干時(shí)間為24小時(shí)，烘干后凈置24小時(shí)。
[0040](5)將步驟(4)得到的石英毛細(xì)管套入熱縮管中，加熱密封后凈置；
[0041]用熱風(fēng)槍加熱密封，密封后靜置10分鐘。
[0042](6)將步驟(5)得到的塑封石英管表面均勻涂上封裝膠，外用鋼化玻璃管套住；
[0043]在本實(shí)施例中，封裝膠為704膠。
[0044](7)將步驟(6)得到的四分之一波片置于溫箱內(nèi)進(jìn)行溫度循環(huán)；
[0045]溫度變化范圍為:在:TC /min的變溫速率下進(jìn)行從_50°C?+80°C的溫度循環(huán)，溫度從-50°C到+80°C再到_50°C為一個(gè)循環(huán)，共運(yùn)行30個(gè)循環(huán)；
[0046](8)步驟(7)結(jié)束后將四分之一波片凈置24小時(shí)后使用。
[0047]最后在塑封石英毛細(xì)管10表面均勻涂上一層封裝膠3，鋼化玻璃管4慢慢地移動(dòng)，套住毛細(xì)管10，邊套邊添膠，最后用704膠完全封住鋼化玻璃管3兩端。完全封裝好的四分之一波片置于溫箱內(nèi)，在:TC /min的變溫速率下進(jìn)行_50°C?+80°C的溫度循環(huán)，溫度從低溫到高溫再到低溫為一個(gè)循環(huán)，共運(yùn)行30個(gè)循環(huán)。結(jié)束后將封裝好的全光纖四分之一波片凈置24小時(shí)再使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全光纖四分之一波片的封裝方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將全光纖四分之一波片水平安放在開槽的石英片的中間位置，石英片左右端預(yù)留同等距離； (2)在距全光纖四分之一波片左右兩端距離各1?1.5_處，涂第一種光纖固定膠，力口熱固化后靜置； 第一種光纖固定膠為按1:1比例摻雜石英粉的353ND膠，點(diǎn)膠位置與四分之一波片左右兩端距離各為1?2mm,加熱固化溫度為120°C,固化時(shí)間為5分鐘，固化后凈置10分鐘； (3)將步驟(2)得到的石英片套入石英毛細(xì)管中，在石英毛細(xì)管兩邊端口處涂第二種光纖固定膠，加熱固化后靜置； 第二種光纖固定膠為按1:2比例摻雜石英粉的353ND膠，點(diǎn)膠將管口密封，加熱固化溫度150°C，固化時(shí)間5分鐘，固化后凈置10分鐘； (4)將步驟(3)得到的石英毛細(xì)管放入高溫烘干箱烘干后靜置； (5)將步驟(4)得到的石英毛細(xì)管套入熱縮管中，加熱密封后凈置； (6)將步驟(5)得到的塑封石英管表面均勻涂上封裝膠，外用鋼化玻璃管套?。? (7)將步驟(6)得到的四分之一波片置于溫箱內(nèi)進(jìn)行溫度循環(huán)； 溫度變化范圍為:在3°C /min的變溫速率下進(jìn)行從-50°C?+80°C的溫度循環(huán)，溫度從-50°C到+80°C再到_50°C為一個(gè)循環(huán)，共運(yùn)行30個(gè)循環(huán)； (8)步驟(7)結(jié)束后將四分之一波片凈置后使用。2.如權(quán)利要求1所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，其特征在于:所述步驟(1)?⑶在30?40倍顯微鏡下進(jìn)行。3.如權(quán)利要求1所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，其特征在于:所述石英片上開槽的形狀為以下兩種形狀之一:梯形、U形。4.如權(quán)利要求1所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，其特征在于:所述步驟(4)中，烘干溫度80°C，烘干時(shí)間為24小時(shí)，烘干后凈置24小時(shí)。5.如權(quán)利要求1所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，其特征在于:所述步驟(5)中，用熱風(fēng)槍加熱密封，密封后靜置10分鐘。6.如權(quán)利要求1所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，其特征在于:所述步驟(6)中，封裝膠為704膠。7.如權(quán)利要求1所述的一種全光纖四分之一波片的封裝方法，其特征在于:所述步驟(8)中，將四分之一波片凈置24小時(shí)后使用。
【專利摘要】本發(fā)明屬于涉及光纖電流互感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全光纖四分之一波片的封裝方法。本發(fā)明針對(duì)光纖電流互感器實(shí)際應(yīng)用狀況，通過合理的三層封裝工藝，給出制作工藝流程，以滿足光纖電流互感器的使用要求。這種全光纖四分之一波片封裝方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、密封性好、可靠性高、長(zhǎng)期使用穩(wěn)定的突出優(yōu)點(diǎn)，使得此種波片在光纖電流互感器中的應(yīng)用中可完全取代晶體式四分之一波片，成為高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性光纖電流互感器核心部件。
【IPC分類】G01R15/24
【公開號(hào)】CN105319425
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410324150
【發(fā)明人】楊懌, 吳衍記, 許剛, 向強(qiáng), 章敏, 段俊杰
【申請(qǐng)人】北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年7月9日