一种非接触式剥离光纤涂覆层的方法与流程

本发明涉及光纤技术领域，特别涉及一种非接触式剥离光纤涂覆层的方法。

背景技术：

术语解释：

光纤的纤芯和包层：中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9，50或62.5um)称之为纤芯，用来传输光信号；中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125um)。

光纤涂覆层：光纤的最外层结构(直径一般为250um)。在玻璃光纤从预制棒拉出来的同时，为了防止包层表面受灰尘的污染，而用紫外光固化的一层弹性涂料。它是由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙等组成的。

近年来随着我国国防军工、航天航空、海洋监测等事业的不断进步，以光纤陀螺和光纤水听器为代表的应用领域对光纤耦合器的可靠性提出了更高的需求。因此如何生产制造出质量更加可靠的光纤器件，始终是行业技术发展的研究方向之一，其中光纤加工中的无损伤涂覆层剥离技术研究也从未停止过。

大量研究表明，在剥离光纤涂覆层的过程中，由于物理接触式剥纤方式产生的外力或应力不可控，非常容易对光纤的包层造成诸如裂纹、切口等物理损伤，因此生产出来的光纤器件容易在使用过程中因为包层表面裂纹的不断生产，导致产品性能失效甚至无光等严重质量风险，大大降低了产品的使用寿命。

为了解决光纤涂覆层剥离，目前比较成熟的技术有四种：一、用v型刀刃的金属钳直接剥离；二、涂覆层先高温加热后用刀片进行剥离的技术；三、涂覆层化学腐蚀的剥离技术；四、采用光纤表面吹热风的剥离技术。

金属钳的技术缺点：(1)因为v型刀刃是经过淬火及回火处理，硬度大，在剥离涂覆层过程中，对包层表面甚至纤芯造成损伤概率较大，导致剥纤抗拉力值水平偏低；(2)随着金属钳长期使用，v型刀刃磨损变钝，定位螺钉频繁压撞钳柄，定位螺钉和钳柄都会磨损变形，刀刃和钳柄无打磨替换，只能报废金属钳，使用寿命不长；(3)长期使用后，刀刃、定位螺钉和钳柄磨损变形，使得刀刃的定位精度变低、不稳定，会进一步加大光纤包层和纤芯的损伤概率；以上缺点都会加大光纤通信器件产品出现无光的质量风险。

热剥钳的技术缺点：(1)该技术属于机电一体化设计，自动化程度高、系统复杂、制造成本很高；(2)热剥钳的设置相对复杂，生产效率不高；(3)热剥钳对于窗口剥除，由于加热温度不均匀和涂覆层自身残留，导致剥纤口不齐整。

化学腐蚀的技术缺点：(1)腐蚀液剥离涂覆层时间长，剥离的长度控制很不方便；(2)腐蚀液比较难清洁干净，会有一些残留，影响光纤器件的生产工艺。

热风剥离的技术缺点：(1)利用涂覆层和包层的热膨胀系数差异加热后会分离，实施此方法会有很大一部分的涂覆层残留在包层表面，光纤还需要再次清洁，需要用到超声波清洗以及氮气吹干光纤表面，不利于大规模的生产制作高可靠性拉锥型耦合器。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种非接触式剥离光纤涂覆层的方法，用以至少解决背景技术存在的技术问题之一。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种非接触式剥离光纤涂覆层的方法，包括以下步骤：

将待处理光纤放置于底座上，并通过光纤夹固定待处理光纤；

控制发热装置加热和出风，经发热装置吹出的热风维持在400℃至600℃之间；

控制底座经初始位置移动至发热装置的下方，热风垂直吹向待处理光纤；

结合待处理光纤所需剥离的长度区间，适应性移动底座，直至完成待处理光纤的光纤涂覆层剥离；

控制底座回移至初始位置，取下已完成光纤涂覆层剥离的裸光纤。

作为上述方案的改进，所述发热装置包括发热丝、气泵、温度传感器以及风嘴，所述风嘴的进风端形成一个风腔，所述发热丝设置于风腔内，所述气泵的出气口指向风腔，发热装置连接有控制器，控制器控制发热丝先发热，当温度传感器将检测到的温度信息反馈至控制器，当发热丝的温度达到400℃以上时，控制器再控制气泵开始工作，热风经风嘴吹向待处理光纤。

作为上述方案的改进，所述风嘴的末端设置成矩形，矩形的长度方向与待处理光纤放置的方向一致。

作为上述方案的改进，所述风嘴可拆卸地设置在发热装置上，风嘴设置成多种尺寸规格，每个尺寸规格的风嘴在其末端所形成的矩形的长度各不相同，在剥离待处理光纤的光纤涂覆层之前，结合光纤涂覆层所需剥离的长度选择使用相应尺寸规格的风嘴。

作为上述方案的改进，所述发热装置设置在支架上，支架连接有升降机构，升降机构与控制器连接，在剥离光纤涂覆层之前，通过控制器控制升降机构带动支架上下移动，完成风嘴与待处理光纤之间的距离调节。

作为上述方案的改进，所述控制器连接有温度显示器，温度传感器采集到的温度信息显示在温度显示器上，所述温度显示器上设置有温度调节按键，所述温度调节按键与控制器连接，通过温度调节按键对热风温度实时调节。

作为上述方案的改进，所述底座通过驱动电机驱动，所述驱动电机与控制器连接，所述驱动电机的转速可调，通过控制器调节底座的移出和复位速度，实现底座的快速就位和复位。

作为上述方案的改进，完成光纤涂覆层的剥离后，通过无尘纸巾蘸取酒精对裸光纤的表面进行擦拭清洁。

有益效果：本方法中利用光纤涂覆层和包层的燃点不同，将热风维持在400℃至600℃之间，可迅速将光纤涂覆层快速燃烧分解为二氧化碳和水汽，整个过程只需要6-8秒的时间，可一次性完成光纤涂覆层的剥离和清洁。相较于现有的剥离技术，耗时短，效率高，不会产生物理损伤；同时，光纤涂覆层直接完全与包层完全脱离，省去了后续的超声波清洗工艺，方便快捷。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：

图1为非接触式剥离光纤涂覆层装置的结构示意图；

图2为发热装置的结构示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明提供一种非接触式剥离光纤涂覆层的方法，包括以下步骤：

将待处理光纤放置于底座2上，并通过光纤夹3固定待处理光纤；

控制发热装置1加热和出风，经发热装置1吹出的热风维持在400℃至600℃之间；

控制底座2经初始位置移动至发热装置1的下方，热风垂直吹向待处理光纤；

结合待处理光纤所需剥离的长度区间，适应性移动底座2，直至完成待处理光纤的光纤涂覆层剥离；

控制底座2回移至初始位置，取下已完成光纤涂覆层剥离的裸光纤。

本方法中利用光纤涂覆层和包层的燃点不同，将热风维持在400℃至600℃之间，可迅速将光纤涂覆层快速燃烧分解为二氧化碳和水汽，整个过程只需要6-8秒的时间，可一次性完成光纤涂覆层的剥离和清洁。相较于现有的剥离技术，耗时短，效率高，不会产生物理损伤；同时，光纤涂覆层直接完全与包层完全脱离，省去了后续的超声波清洗工艺，方便快捷。

采用非接触式剥离光纤涂覆层装置实现待处理光纤的光纤涂覆层剥离的具体操作如下：

首先将待处理光纤放置于底座2上，并通过光纤夹3对待处理光纤进行固定定位。其中，底座2下部设置有滑动机构，滑动机构连接有驱动电机，驱动电机与控制器相连，控制器可控制驱动电机转动，使得底座2经初始位置移动至发热装置1的下方，进而使得发热装置1产生的热风可垂直吹向待处理光纤。

然后通过控制器控制发热装置1加热和出风，由于光纤涂覆层由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙等组成的，光纤涂覆层燃烧后可直接分解为二氧化碳和水汽，同时光纤涂覆层组成材料的燃点均小于低折射率硅玻璃包层的燃点，并且光纤涂覆层所有材料的燃点基本低于400℃，因此控制发热装置1产生热风，并使热风维持在400℃至600℃之间，保证光纤涂覆层可迅速燃烧并分解成二氧化碳和水汽。

具体地，发热装置1包括发热丝13、气泵12、温度传感器以及风嘴11，风嘴11的进风端形成一个风腔，发热丝13设置于风腔内，气泵12的出气口指向风腔，发热装置1连接有控制器，控制器控制发热丝13先发热，当温度传感器将检测到的温度信息反馈至控制器，当发热丝13的温度达到400℃以上时，控制器再控制气泵12开始工作，热风经风嘴11吹向待处理光纤。控制器还连接有温度显示器，温度传感器采集到的温度信息显示在温度显示器上，温度显示器上设置有温度调节按键，温度调节按键与控制器连接，通过温度调节按键对热风温度实时调节。通过温度调节按键的调节，使得热风可稳定维持在400℃至600℃之间。

进一步，发热装置1固定设置在支架上，支架连接有升降机构，升降机构与控制器连接，在剥离光纤涂覆层之前，通过控制器控制升降机构带动支架上下移动，完成风嘴11与待处理光纤之间的距离调节。

完成发热装置1的预热以及风嘴11与待处理光纤之间的距离调节后，控制底座2经初始位置移动至发热装置1的下方，发热装置1产生的热风垂直吹向待处理光纤，开始实现光纤涂覆层的剥离。

结合待处理光纤所需剥离的长度区间，控制底座2移动，直到所有需要剥离的光纤涂覆层在热风下完全燃烧，完成待处理光纤的剥离。

进一步控制底座2回移至初始位置，使得已完成光纤涂覆层的光纤远离发热装置1，方便操作人员从底座2上取下裸光纤。

作为优选，风嘴11的末端设置成矩形，矩形的长度方向与待处理光纤放置的方向一致。采用矩形的风嘴11，其剥离光纤涂覆层的效果最好，剥离的窗口边缘最齐整。同时，风嘴11可拆卸地设置在发热装置1上，便于更换。风嘴11设置成多种尺寸规格，每个尺寸规格的风嘴11在其末端所形成的矩形的长度各不相同，在剥离待处理光纤的光纤涂覆层之前，结合光纤涂覆层所需剥离的长度选择使用相应尺寸规格的风嘴11。特别是针对光纤涂覆层指定长度的剥离，选取合适尺寸规格的风嘴11，一次性完成指定长度的剥离，效果最佳。

为了提升加工效率，驱动电机的转速可调，控制器可控制驱动电机快速转动，使得底座2快速移动至发热装置1下方；同时，当待处理光纤完成剥离后，控制器控制驱动电机快速转动，使得底座2快速复位，以便操作者快速的通过无尘纸巾蘸取酒精对裸光纤的表面进行擦拭清洁，进一步确保裸光纤的清洁度。

本发明利用光纤涂覆层和包层的燃点不同，选择适当区间的高温空气流将光纤涂覆层快速燃烧分解为二氧化碳和水汽以达到发明目的。同时，本发明的空气加热温度、出风口位置以及剥离长度均可以自由控制，操作非常方便。由于本发明的风嘴11与光纤涂覆层之间是非接触式，热空气的温度远低于纤芯以及包层的熔点，因此可以确保对光纤的包层无任何物理损害，光纤包层不存在裂纹、切口等物理损伤。使用本发明可实现光纤涂覆层的快速高效剥离，有利于实现高效生产制作。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。