一种零浮力光缆水密承力连接器的制造方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种用于连接两根零浮力光缆形成连续光通路的可以重复使用于水下的无源器件，具体讲是一种机械强度高，对接耦合效率高，插入损耗一致性好，加工难度小，加工成本低，使用寿命长，密度可以接近于海水密度，能够大大减小拖曳时的阻力，有效降低系统水下噪声的零浮力光缆水密承力连接器。
【背景技术】
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[0002]零浮力光缆水密承力连接器主要用于水下拖曳平台、无人遥控潜水器、零浮力拖体等系统中零浮力光缆间的水密承力连接，由于这些系统都需要保证能够漂浮在海水中的任意深度位置，且通过零浮力光缆及连接器进行拖曳，前端传感探测与后端信号处理控制需多路光纤进行传输，因此零浮力光缆水密承力连接器需满足连接光纤6?24芯，密度在1.01g/cm3?l.03g/cm3之间，外径不超过Φ 35mm，适用光缆外径Φ 5mm?Φ 15mm，抗拉强度不小于光缆破断负荷的60%等要求。
[0003]目前，现有技术有两种结构的零浮力光缆水密承力连接器，第一种结构的零浮力光缆水密承力连接器，如图1所示，分为插头和插座，插头包括玻璃微珠a2、尾座a3、垫片a4、密封塞a5、顶紧环a6、支架a7、粘接套a8、插头外壳a9、锁紧螺母alO、插头挡板all、插头芯体al2、光纤陶瓷插芯al5、插芯弹簧al6以及光纤陶瓷套管al7，插座包括玻璃微珠b2、尾座b3、垫片b4、密封塞b5、顶紧环b6、支架b7、粘接套b8、插座挡板bl3、插座外壳bl4、光纤陶瓷插芯bl5以及插芯弹簧bl6。插头中的垫片a4、密封塞a5、顶紧环a6、支架a7以及粘接套a8均位于插头外壳a9内，粘接套a8用于与光缆cl粘接，粘接套a8与支架a7连接，支架a7用顶紧环a6顶紧，密封塞a5利用尾座a3和垫片a4压紧在顶紧环a6—侧，尾座a3与插头壳体a9连接，尾座a3、垫片a4、密封塞a5以及顶紧环a6套紧在光缆c 1外表面上，插头壳体a9外表面上粘接有配重好的玻璃微珠a2，插头挡板all和插头芯体al2之间使用螺钉连接，光纤陶瓷插芯al5利用插头挡板all和插头芯体al2固定在支架a7上，插芯弹簧al6顶在插头挡板all与光纤陶瓷插芯a 15之间。插座中的玻璃微珠b2、尾座b3、垫片b4、密封塞b5、顶紧环b6、支架b7、粘接套b8、插座挡板bl3、插座外壳bl4、光纤陶瓷插芯bl5以及插芯弹簧bl6的连接关系及位置关系与插头一样，插座中插座外壳bl4即有外壳a9的作用，同时也具备插头芯体al2的功能，光纤陶瓷插芯bl 5先利用插头挡板bl 3和固定在支架b7上，再将插芯弹簧bl6顶在插座挡板b 13与光纤陶瓷插芯bl5之间。上述结构零浮力光缆水密承力连接器的插头中的光纤陶瓷插芯al5与插座中的光纤陶瓷插芯bl5利用插头中的光纤陶瓷套管al7及锁紧螺母alO进行耦合对接，利用0型圈cl8和密封塞a5、b5进行水压密封，利用粘接套a8、b8对光缆cl进行粘接使其可承受一定的拉力，利用玻璃微珠a2、b2粘接在连接器外壳表面上以达到在大大增加排水体积的情况下，起到降低连接器整体密度的作用。所粘接的玻璃微珠是一种尺寸微小的空心玻璃球体，由无机非金属材料制成，直径范围一般在10?180微米，堆积密度为0.1?0.25克/立方厘米。
[0004]第二种结构的零浮力光缆水密承力连接器的机械结构与第一种结构的零浮力光缆水密承力连接器基本相同，但其表面不粘接空心玻璃微珠，而是通过降低材料密度来降低连接器的整体密度。连接器所有零件均采用低密度非金属材料加工，例如ABS、尼龙、聚四氟乙烯等，该类材料的密度远远低于金属密度，因此加工出的连接器整体密度能够满足密度接近海水的零浮力要求。
[0005]第一种结构的零浮力光缆水密承力连接器的思路是连接器重量不变，通过采用粘接空心玻璃微珠的方法，在重量增加不多的情况下，大大增加连接器的体积，从而降低连接器的密度，通过控制粘接空心玻璃微珠的体积来控制最终连接器的密度。现有技术第一种结构的零浮力光缆水密承力连接器有以下四个缺点:(1)粘接体积的增加只能通过长度或外径的增加来实现，而长度的大幅增加会不利于光缆的收放，外径的增加则会大大增加水下阻力与噪声，不利于水下拖曳与探测传感；(2)由于光缆与连接器结合的尾部粘接的空心玻璃微珠并不能起到水压密封的功能，当连接器内的密封塞失效，就会造成连接器整体的密封失效，密封可靠性大幅度降低；(3)空心玻璃微珠使用粘接剂粘接在连接器外壳及光缆根部外表面，长时间作用下，可能会发生剥落，从而破坏了连接器的密度性能；(4)粘接空心玻璃微珠的工艺操作控制较为复杂，很难精确的满足连接器的密度需求。
[0006]第二种结构的零浮力光缆连接器的思路是在连接器形状不变的前提下，使用密度较低的非金属材料，而使得连接器密度大大降低。但非金属材料的强度一般要低于金属材料的强度，因此非金属连接器的机械强度不高，不能受到过高的压力、拉力以及剪切力，无法满足水下拖曳的要求。因此，第二种结构的零浮力光缆连接器有以下四个缺点:(1)连接器外壳如果使用易加工的非金属材料，则会造成外壳强度大大降低，不能起到保护内部的作用；(2)由于连接器外壳的加工较为复杂，如果使用高强度非金属材料，则会大大提高加工难度和加工成本；(3)连接器的粘接套使用非金属材料加工，会造成粘接剂粘接效果不好，从而大大降低了光缆在连接器中的拉脱力；(4)非金属大部分材料会发生缓慢老化现象，也无法满足系统长期使用的要求。
【发明内容】
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[0007]本发明要解决的技术问题是，提供一种机械强度高，对接耦合效率高，插入损耗一致性好，加工难度小，加工成本低，使用寿命长，密度可以接近于海水密度，能够大大减小拖曳时的阻力，有效降低系统水下噪声的零浮力光缆水密承力连接器。
[0008]本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的零浮力光缆水密承力连接器，它包括插头和插座，插头包括插头外壳、装配在插头外壳左端的密封尾套、设置在插头外壳右端的0型圈以及位于插头外壳内部的密封组件、承力组件和插头对接组件，插座包括插座外壳、锁紧螺母、装配在插座外壳的密封尾套以及位于插座外壳内部的密封组件、承力组件和插座对接组件，其中，插头对接组件包括挡板、ΜΡ0光纤连接器、插头芯体以及插头挡圈，ΜΡ0光纤连接器通过挡板与插头芯体进行固定，并通过插头挡圈固定在插头外壳中，插座对接组件包括ΜΡ0光纤连接器、ΜΡ0光纤法兰、插座芯体以及插座挡圈，ΜΡ0光纤连接器推入进ΜΡ0光纤法兰中，ΜΡ0光纤法兰与插座芯体通过插座挡圈固定在插座外壳中，当插头与插座使用一对ΜΡ0光纤连接器通过ΜΡ0光纤法兰进行整体对接时，插头外壳与插座外壳通过锁紧螺母与0型圈进行密封连接。
[0009]采用以上结构后，本发明的有益效果是:
[0010]1、现有技术零浮力光缆水密承力连接器中的对接耦合结构需要将对接的两部分分别用支架固定在连接器的抗拉结构件上，结构复杂且重量很大，不利于操作和减轻密度，且对接耦合的精度和一致性都不太理想。本发明采用无支架高密度对接耦合结构实现连接器的插拔对接，采用ΜΡ0插芯对接方式，代替原有的陶瓷光纤插芯的对接方式，该结构利用挡板或ΜΡ0光纤法兰将ΜΡ0插芯先固定在插头芯体或插座芯体中，再通过与外壳的键槽配合以及插头挡圈或插座挡圈的作用，固定在连接器外壳中。相同材料下，本发明中的对接耦合结构不但结构简单，拆装方便，而且同时可以保证1?24芯光纤的低损耗耦合，保证系统多路的光信号双向传输，损耗的一致性也大大优于现有连接器。
[0011]2、本发明采用了全新的无支架高密度光纤对接耦合结构，在满足外径、长度、抗拉、耐压、抗弯等各机械强度等要求的同时，重量只有不到传统结构的1/3，既大大降低了对接结构的外径和连接器的整体重量，也大大降低了连接器的密度，使得连接器密度可以接近于海水密度。
[0012]3、由于金属材料的各种机械强度远远优于多数非金属材料，且加工成本和难度较低，本发明的结构支撑件均采用金属材料。因此，本发明的连接器在各种机械强度、加工成本、加工难度以及使用寿命等方面都要强于非金属材料的连接器。
[0013]4、由于本发明的连接器外径远远小于现有普通六芯以上的光缆水密连接器外径，有利于减小水下的噪声与阻力，有效降低了系统水下噪声。
[0014]作为改进，本发明所述的零浮力光缆水密承力连接器，其中，插头对接组件与插座对接组件中均设置有注胶孔，注胶孔分别贯穿插头芯体、挡板以及插座芯体，插头芯体与插座芯体处的注胶孔为螺纹孔，插头外壳和插座外壳内均设有与注胶孔相通的空腔，注胶孔与ΜΡ0光纤法兰上的两个通孔均贯穿。现有的各种连接器在装配的过程中无法精确控制密度，而采用通过注胶孔将光纤膏填充进连接器空腔的填充法来对连接器的密度进行微调，不但可精确的满足连接器的密度要求，从而实现连接器漂浮在海水中任意深度位置的功能，而且还能大大降低安装难度和安装成本。同时，填充进连接器空腔的光纤膏还起到保护光纤的作用，可以减小弯曲光纤的运动，从而避免因光纤弯曲过度造成的光纤损伤。另外，螺纹孔的作用是在注胶完后，可以用螺钉将注胶孔封住，从而防止使用或运输过程中，光纤膏从空腔内溢出。
[0015]本发明所述的零浮力光缆水密承力连接器，其中，密封尾套采用冷硫化、热硫化或注塑方式将硫化材料或注塑材料粘接在连接器尾部。硫化密封可使连接器与光缆成为一个相对的整体，减少在施工运输以及反复弯折时光缆与连接器的脱离，保证了连接器的水密效果。
[0016]作为改进，本发明所述的零浮力光缆水密承力连接器，其中，密封组件与承力组件之间设有锁缆组件，锁缆组件包括楔形压紧环和锁缆爪，楔形压紧环将锁缆爪的锁缆爪螺纹压紧在光缆上。因为本连接器是承力连接器，而抗拉组件是主要承力件，承力作用在光缆的缆芯上，因此光缆在受拉力时，拉力主要作用在缆芯在，但光缆的外护套上也承受一定的拉力，锁缆组件就是防