如图1至图3所示,高气密性低损耗多芯多种直径光纤穿壁密封连接器,包括胶囊状壳体、空心密封套管22,壳体内部密封圈23,空心螺栓型金属压块21,以及壳体外部密封圈25,胶囊状壳体穿设在航天器舱体壁上或空间环境模拟器壁上并通过壳体外部密封圈25进行密封,胶囊状壳体包括首端尾罩100、末端尾罩300以及首尾分别与两尾罩相互螺接固定的内部密封体200,胶囊状壳体的内部密封体200为中空结构,可供多根多直径光纤并排穿过,在胶囊状壳体内部,每根光纤依次穿过空心密封套管22,壳体内部密封圈23,内部密封体200一侧上的安装槽底部穿孔,将多根多直径光纤并排穿过空心密封套管22、在空心密封套管22内灌装粘性密封材料,形成气密性光纤密封套管,将空心密封套管22、壳体内部密封圈23放入内部密封体200的安装槽内设置的安装凹腔27中,并进行固定;所有光纤的尾端穿过空心螺栓型金属压块,金属压块穿过空心密封套管放入安装凹腔27中,置于壳体内部密封圈的上方端面,通过工具旋转挤压金属压块,压缩内部密封圈,完成空心密封套管22与内部密封体200的气密封,实现光纤在穿舱密封连接器壳体内部的密封。
在一具体的实施方式中,如图1所示,优选在胶囊状壳体的首端尾罩100、末端尾罩300的外部设置突出的头端锁定机构10固定光缆头端,突出的尾部锁定机构30固定光缆尾端。在固定过程中,优选通过图1所示的锁定机构两侧的镂空观察窗11和31可以观察壳体头端与尾端内部光纤紧固形态防止线缆间弯曲缠绕,避免光纤弯曲曲率和弯曲所导致的信号损耗,
图2是示出根据《高气密性多芯多径光纤穿壁密封连接器》的一个示例性实施例的高气密性低损耗多芯多种直径光纤穿壁密封连接器内部密封体200、空心密封套管22、壳体内部密封圈23、空心螺栓型金属压块21组件立体示意图,其中内部密封体200、空心密封套管22、壳体内部密封圈23、空心螺栓型金属压块21处于连接的状态。其中光缆内部每根光纤依次穿过空心密封套管22,壳体内部密封圈23,内部密封体安装槽底部穿孔26(参见图1),将多根多直径光纤并排穿过空心密封套管22、在空心密封管内灌装粘性密封材料,形成气密性光纤密封套管。然后,光纤依次穿过壳体内部密封圈23和胶囊状壳体的内部密封体200,将空心密封套管22、壳体内部密封圈23放入内部密封体200的安装凹腔27中并进行固定。
所有光纤的尾端穿过空心螺栓型金属压块21,金属压块21穿过空心密封套管22放入壳体内部安装凹腔27中,置于壳体内部密封圈23的上方端面,通过工具旋转挤压空心螺栓型金属压块21,压缩内部密封圈23,完成密封套管22与内部密封体200的气密封,实现光纤在穿舱密封连接器壳体内部的密封。
然后,将光纤穿过首端尾罩100、末端尾罩300,将光纤与胶囊状壳体组合为高气密性低损耗多芯多种直径光纤穿壁密封连接器。
最后将光缆穿过器壁法兰,将连接器壳体用螺母和图2所示的定位螺孔24固定在法兰上,通过壳体外部密封圈25(参见图3)实现光纤穿舱密封连接器壳体与航天器舱体之间的舱体壁法兰进行密封。
在一具体实施方式中,内部密封体200的安装槽内设置有反凸字形的安装凹腔27(参见图3),将空心密封套管22、壳体内部密封圈23放入安装凹腔27中并进行固定。空心密封套管22的直径小于壳体内部密封圈23的直径和安装凹腔27底部穿孔的直径,空心密封套管22穿过壳体内部密封圈23和内部密封体安装凹腔27底部穿孔,壳体内部密封圈23的直径小于内部密封体安装凹腔27的直径,大于安装凹腔27底部穿孔的直径,以使其卡设在安装凹腔27的内壁上。
优选地,空心密封套管22的直径小于空心螺栓型金属压块21直径,金属压块21穿过空心密封套管放入壳体内部安装凹腔27中,置于壳体内部密封圈23上方端面,通过工具旋转挤压空心螺栓型金属压块21,压缩内部密封圈23,完成密封套管与内部密封体的气密封。
《高气密性多芯多径光纤穿壁密封连接器》解决了光纤连接器的高气密性(泄漏率<1.0×10-7帕·升/秒)密封连接技术难题,实现了光纤传感系统电器件放置于容器外部免受容器内部高真空度与超低温(温度<-190℃)环境影响而无法正常工作,只有无电器件(光纤传感器与传输光纤)放置于容器内部,并且该连接器可工作在真空(<1.0×10-4帕)热环境(-200℃~200℃),已经在多个型号真空热试验中使用,结果表明:该光纤连接器实现了保证光纤信号无损传输的同时保持空间环境模拟器内部的高真空度与航天器内部的真空度,并且机械性能稳定,保障了航天器地面光纤力热测试综合试验24小时连续可靠运行,满足型号需求。