一种改善光纤传感器与环氧树脂胶结合的处理方法与流程

一种改善光纤传感器与环氧树脂胶结合的处理方法
【技术领域】
[0001]
本发明涉及光纤表面处理工艺与环氧树脂浇注工艺领域，尤其涉及适合于应用在内嵌光纤温度传感器绝缘塞的一种改善光纤传感器与环氧树脂胶结合的处理方法。


背景技术：

[0002]
插拔式电缆头的绝缘塞测温，是在绝缘塞成型时将光纤温度传感器内置在产品内部来完成接触点的测温。光纤传感器绝缘性能高，抗电磁干扰，测量精度高，响应快，寿命长，是一种理想的高压设备温度在线监测手段。因为是对高压设备的直接温度测量，因此绝缘塞的电性能非常重要，为提高电性能目前多数研究者及产品设计者关注的是光纤的耐压性能，光纤外部套管的耐压性能，光纤与外套管之间的结合等。这些控制点也很重要，但经过分析及测试，这些点的工艺都相对较容易控制，且并非是产品电性能优劣的关键影响因素。
[0003]
绝缘塞的主体是由环氧树脂胶浇注而成，环氧树脂胶浇注时的主要工艺控制点是胶体与嵌件之间的空气间隙及气泡，这两点是造成短路、击穿和局放的主要原因，因此真正影响光纤嵌入式绝缘塞电性能的关键点是光纤与环氧树脂胶是否有效结合。
[0004]
用在插拔式电缆头测温绝缘塞内的光纤通常为聚酰亚胺(后简称pi)涂层高温光纤，pi与环氧树脂胶理论上结合较好，但由于pi涂层表面光滑，环氧树脂胶在浇注成型冷却时会有一定收缩，冷却后二者间容易形成微小间隙和气泡，造成爬电及局部放电。
[0005]
现有发明专利(专利号：cn103992491a)“一种增强pi涂层光纤与环氧树脂界面的处理方法及装置”，介绍了一种pi涂层光纤的表面处理方法，用以增强光纤与环氧树脂胶的结合，但其仅是使用溶剂对光纤表面进行彻底的清洗，其可有效提升两者的结合效果，但在改善高压电性能上效果并不理想。


技术实现要素：

[0006]
本发明目的是为了在绝缘塞成型过程中，使用工艺方法彻底改善光纤与环氧树脂胶的结合，来提高嵌入光纤传感器的绝缘塞耐压等级，改善绝缘塞局放性能，而提供一种改善光纤传感器与环氧树脂胶结合的处理方法。
[0007]
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种改善光纤传感器与环氧树脂胶结合的处理方法，其特征在于，包括步骤：光纤传感器清洗干燥；光纤传感器表面处理；浇注成型。
[0008]
进一步地，所述光纤传感器的光纤为pi涂层高温光纤。
[0009]
进一步地，所述光纤传感器清洗干燥的具体方法包括：将光纤传感器放入超声波清洗机内清洗10-30分钟，去除掉光纤表面的脏污及异物；然后将光纤传感器放在50-100℃的干燥箱内干燥30-60分钟，使光纤表面彻底清洁、干燥。
[0010]
进一步地，光纤传感器在超声波清洗机内清洗所用的清洗液为纯水、加有表面活性剂的水基清洗剂或醇类清洗溶剂。
[0011]
进一步地，所述光纤传感器表面处理的具体方法包括：等离子处理工艺或环氧胶
表面处理工艺；所述等离子处理工艺的具体步骤为将清洗干燥后的光纤传感器放入真空等离子处理机内处理30-60分钟，然后将光纤传感器立即放入真空容器内运输周转；所述环氧胶表面处理工艺的具体步骤包括预涂环氧树脂胶及预固化；固化及释放应力；再次清洗干燥；无尘包装运输周转。
[0012]
进一步地，所述预涂环氧树脂胶及预固化的具体方法包括：选择一款与pi涂层粘接效果良好的环氧树脂胶，在光纤传感器的光纤表面预涂一层0.5-1mm厚的环氧树脂胶层；然后使用合适的温度预固化30-60分钟；此时由于光纤在自由环境内，预涂的环氧树脂胶层内侧与pi涂层可完全理想黏合。
[0013]
进一步地，所述固化及释放应力的具体方法包括：将光纤传感器放入固化炉，在100℃-250℃范围内以每30℃/30分钟一个阶梯逐步固化处理，彻底释放环氧树脂胶胶层应力，使胶水彻底固化达到稳定状态。
[0014]
进一步地，所述再次清洗干燥的具体方法包括：将光纤传感器放入超声波清洗机内清洗10-30分钟，清洗液为纯水、加有表面活性剂的水基清洗剂或醇类清洗溶剂；然后将光纤传感器放在50-100℃的干燥箱内干燥30-60分钟，使涂有环氧树脂胶层的光纤表面重新达到洁净干燥的状态。
[0015]
进一步地，所述无尘包装运输周转的具体方法包括：将经过再次清洗干燥后的光纤传感器立即放入无尘包装内运输周转。
[0016]
进一步地，所述浇注成型的具体方法包括：将光纤传感器内置在环氧树脂浇注模具内，使用普通的环氧树脂真空浇注工艺成型如绝缘塞类的产品，使成型后的产品在光纤传感器与环氧树脂胶的结合处为理想的结合面，不存在间隙和气泡。
[0017]
本发明的有益效果在于：可使光纤传感器与环氧树脂胶完全粘合，减少光纤与环氧树脂胶的微观间隙，解决光纤与环氧树脂胶之间产生气泡的问题，提升光纤与环氧树脂胶两者的结合度；从而提高嵌入光纤传感器的绝缘塞的耐压等级，改善绝缘塞的局放性能。
【附图说明】
[0018]
图1为本发明采用实施例一的光纤处理流程图；
[0019]
图2为本发明采用实施例一的光纤与环氧树脂胶结合处示意图；
[0020]
图3为本发明采用实施例二的光纤处理流程图；
[0021]
图4为本发明采用实施例二的光纤与环氧树脂胶结合处示意图；
[0022]
附图标记：1、光纤传感器；2、光纤；3、电缆头测温绝缘塞；4、环氧树脂胶；5、环氧树脂胶层。
【具体实施方式】
[0023]
下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步描述：
[0024]
实施例一
[0025]
如图1、图2所示，一种改善光纤传感器与环氧树脂胶结合的处理方法，其特征在于，包括步骤：光纤传感器清洗干燥；光纤传感器表面处理；浇注成型。
[0026]
优选地，所述光纤传感器1的光纤2为pi涂层高温光纤。
[0027]
优选地，所述光纤传感器清洗干燥的具体方法包括：将光纤传感器1放入超声波清
洗机内清洗10-30分钟，去除掉光纤2表面的脏污及异物；然后将光纤传感器1放在50-100℃的干燥箱内干燥30-60分钟，使光纤2表面彻底清洁、干燥。
[0028]
优选地，光纤传感器1在超声波清洗机内清洗所用的清洗液为纯水、加有表面活性剂的水基清洗剂或醇类清洗溶剂。
[0029]
优选地，所述光纤传感器表面处理的具体方法包括：将清洗干燥后的光纤传感器1放入真空等离子处理机内处理30-60分钟，然后将光纤传感器1立即放入真空容器内运输周转。
[0030]
优选地，所述浇注成型的具体方法包括：将光纤传感器1内置在环氧树脂浇注模具内，使用普通的环氧树脂真空浇注工艺成型电缆头测温绝缘塞，使成型后的电缆头测温绝缘塞3在光纤传感器1与环氧树脂胶4的结合处为理想的结合面，不存在间隙和气泡。
[0031]
实施例二
[0032]
如图3、图4所示，一种改善光纤传感器与环氧树脂胶结合的处理方法，其特征在于，包括步骤：光纤传感器清洗干燥；光纤传感器表面处理；浇注成型。
[0033]
优选地，所述光纤传感器1的光纤2为pi涂层高温光纤。
[0034]
优选地，所述光纤传感器清洗干燥的具体方法包括：将光纤传感器1放入超声波清洗机内清洗10-30分钟，去除掉光纤2表面的脏污及异物；然后将光纤传感器1放在50-100℃的干燥箱内干燥30-60分钟，使光纤2表面彻底清洁、干燥。
[0035]
优选地，光纤传感器1在超声波清洗机内清洗所用的清洗液为纯水、加有表面活性剂的水基清洗剂或醇类清洗溶剂。
[0036]
优选地，所述光纤传感器表面处理的具体方法包括：预涂环氧树脂胶及预固化；固化及释放应力；再次清洗干燥；无尘包装运输周转。
[0037]
优选地，所述预涂环氧树脂胶及预固化的具体方法包括：选择一款与pi涂层粘接效果良好的环氧树脂胶(例如353nd胶)，在光纤传感器1的光纤2表面预涂一层0.5-1mm厚的环氧树脂胶层5；然后使用合适的温度(例如适合353nd胶工艺的温度——80℃)预固化30-60分钟；此时由于光纤2在自由环境内，预涂的环氧树脂胶层5内侧与pi涂层可完全理想黏合。
[0038]
优选地，所述固化及释放应力的具体方法包括：将光纤传感器1放入固化炉，在100℃-250℃范围内以每30℃/30分钟一个阶梯逐步固化处理，彻底释放环氧树脂胶胶层应力，使胶水彻底固化达到稳定状态。
[0039]
优选地，所述再次清洗干燥的具体方法包括：将光纤传感器1放入超声波清洗机内清洗10-30分钟，清洗液为纯水、加有表面活性剂的水基清洗剂或醇类清洗溶剂；然后将光纤传感器1放在50-100℃的干燥箱内干燥30-60分钟，使涂有环氧树脂胶层5的光纤2表面重新达到洁净干燥的状态。
[0040]
优选地，所述无尘包装运输周转的具体方法包括：将经过再次清洗干燥后的光纤传感器1立即放入无尘包装内运输周转。
[0041]
优选地，所述浇注成型的具体方法包括：将光纤传感器1内置在环氧树脂浇注模具内，使用普通的环氧树脂真空浇注工艺成型电缆头测温绝缘塞3，由于预涂的环氧树脂胶已与pi光纤完全黏合，且预涂的胶与浇注成型时的胶同为环氧树脂胶，所述光纤传感器1与环氧树脂胶4可理想结合，因此成型后的电缆头测温绝缘塞3结合处为理想的结合面，不会存
在间隙和气泡。
[0042]
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。