专利名称：一种塑料光纤受光端的冷却方法
技术领域：
本发明涉及塑料光导纤维在传光时，其受光端受光照后的一种冷却方法。
塑料光纤作为一种能传导可见光的光导纤维，在其受光端外配置光源并使光源照射到受光端时，塑料光纤可产生端发光和侧发光(通体发光)的灯光效果。利用这一原理制作成类似霓虹灯的灯光装饰、图文广告以及光纤照明产品，在装饰、广告以及照明领域中具有显著的技术特色、独特的视觉效果和广泛的应用前景。但就现有技术塑料光纤的发光亮度和传光距离来看，与霓虹灯相比存在明显不足，要提高塑料光纤的发光亮度和传光距离又必须提高塑料光纤受光端的光照能量，而提高光照能量必然会导致塑料光纤受光端温度上升，由于塑料光纤的材料特性所限，使用温度只能局限在一定范围内，如果塑料光纤受光端温度过高，将会烧坏塑料光纤的受光端。为了解决上述问题，目前现有技术采用了红外光过滤、隔热玻璃过滤以及强迫风冷等技术措施，虽然可以收到一定的效果，但由于塑料光纤的导热率很低，现有的强迫风冷方法效率不高，冷却效果不好，以致于塑料光纤的发光亮度和传光距离还是无法与霓虹灯相媲美。而现有的红外光过滤方法可见光损失较大，且红外光过滤不彻底。另外，红外光过滤方法与隔热玻璃过滤方法缺点一样，过滤基片耐温性能差，光照能量提高到一定程度时，过滤基片容易爆裂。由此可见，如何解决在提高光照能量、保持发光效率的前提下，有效降低塑料光纤受光端的温度，是提高塑料光纤发光亮度和传光距离的关键。
本发明的目的是在大幅度提高塑料光纤受光端光照能量的前提下，提供一种塑料光纤受光端的高效冷却方法，从而大大提高塑料光纤的发光亮度和传光距离。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种塑料光纤受光端的冷却方法，采用液体冷却方式，以至少在正常工作状态下呈透明状的液体为冷却液，将塑料光纤的受光端浸入冷却液中，光源发出的可见光穿过冷却液照射在塑料光纤的受光端上。
上述技术方案中，所述″塑料光纤受光端″指塑料光纤上受光照的面或受光照的部分，可以解释为一根塑料光纤的受光端，也可以解释为多根塑料光纤绞合成光缆后的各光纤的受光端集合。所述″至少在正常工作状态下呈透明状的液体″指液体在正常工作状态下为透明液体，而在非正常工作状态下可以为透明液体，也可以为半透明液体或不透明液体。所述″透明状的液体″是以可见光可穿过为要点，因此可以解释为无色透明液体和有色透明液体两种。
上述技术方案中，所述冷却液可以为流动液体也可以为静止液体。所述流动液体可以为循环流动液体也可以为开环流动液体。所述流动液体的循环可以为热对流自循环方式也可以为强迫循环方式。所述冷却液可以为水，也可以为透明混合液。
上述技术方案中，还可以采用液体冷却与红外光过滤叠加的方式进行冷却，且红外光过滤基片与冷却液接触并位于塑料光纤受光端与光源之间。
本发明的工作原理是以至少在正常工作状态下呈透明状的液体作为冷却介质，当塑料光纤的受光端浸入冷却液时，光源发出的可见光穿过冷却液照射在塑料光纤的受光端上，使塑料光纤端发光或侧发光，而塑料光纤受光端受光照后所聚集的热量可由浸没塑料光纤受光端的冷却液吸收和散发，从而使塑料光纤的受光端冷却。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点1.由于液体的导热率比气体高得多，本发明采用液体冷却方式，以至少在正常工作状态下呈透明状的液体为冷却液，将塑料光纤的受光端浸入冷却液中进行冷却，因此可以大大提高受光端的冷却效率，降低受光端的温度，塑料光纤受光端光源的光照能量与现有技术相比可提高5～20倍，而塑料光纤受光端仍可处于正常工作状态(塑料光纤的耐热温度为70℃)，也就是说此时受光端温度仍＜70℃，从而可大幅度提高塑料光纤的发光亮度和传光距离，所以本发明具有显著的技术进步和突出的特点。
2.由于本发明方法可大幅度提高塑料光纤的发光亮度和传光距离，因此可以摆脱现有技术塑料光纤发光亮度和传光距离不足的局限，真正成为灯光装饰、图文广告以及照明灯饰等领域中，具有显著技术特色、独特视觉效果的一个新兴家族。
3.塑料光纤作为灯光装饰和图文广告使用时，为了提高它的发光亮度和保持它的柔软性大多采用多根塑料光纤绞合成光缆构成发光体，而多根塑料光纤绞合所构成的受光端中心附近散热更为困难，运用本发明技术方案后，既解决了这一技术难题又获得了很好的效果。
4.由于本发明技术方案所述冷却液可以为流动液体。所述流动液体可以为循环流动液体也可以为开环流动液体。所述流动液体的循环可以为热对流自循环方式也可以为强迫循环方式。因此进一步提高了冷却效果，从而可进一步提高塑料光纤的发光亮度和传光距离。
5.由于本发明技术方案还可以将液体冷却方法与红外光过滤方法叠加使用，且红外光过滤基片与冷却液接触并位于塑料光纤受光端与光源之间。因此叠加后红外光过滤基片上的热量也可以通过冷却液进行冷却，克服了现有技术中，红外光过滤基片受强光源照射后容易爆裂的缺陷，从而取得了更佳的效果。
6.由于本发明技术方案冷却效果好且实施简单，成本低，具有明显的实用价值和显著地创造性。
附
图1为本发明所述冷却液采用热对流自循环流动方式冷却塑料光纤受光端的结构示意图；附图2为本发明所述冷却液采用开环流动方式冷却塑料光纤受光端的结构示意图；附图3为本发明所述冷却液采用强迫循环流动方式冷却塑料光纤受光端的一种实施方案结构示意图；附图4为本发明所述冷却液采用强迫循环流动方式冷却塑料光纤受光端的另一种实施方案结构示意图；附图5为本发明所述冷却液采用静止液体方式冷却塑料光纤受光端的一种实施方案结构示意图；附图6为本发明所述冷却液采用静止液体方式冷却塑料光纤受光端的另一种实施方案结构示意图；附图7为本发明采用液体冷却与红外光过滤叠加的方式进行冷却时的结构示意图。
以上图中，[1].受光端；[2].冷却液；[3].光源；[4].透明腔壁；[5].冷却腔；[6].水箱；[7]泵；[8].红外光过滤基片。
实施例一参见附图1，一种塑料光纤受光端的冷却方法，采用液体冷却方式，以透明液体为冷却液[2]，将塑料光纤的受光端[1]浸入透明冷却液[2]中，光源[3]发出的可见光穿过透明冷却液[2]照射在塑料光纤的受光端[1]上，所述冷却液[2]采用热对流自循环方式，所述透明液体为水或混合液体。本发明的方法可用以下冷却装置来实现所述冷却装置由冷却腔[5]、水箱[6]和水组成，冷却腔[5]与水箱[6]构成一个循环连通的连通器，冷却腔[5]上设有一个进水口和一个出水口，且出水口位置高于进水口位置；水箱[6]上也设有一个进水口和一个出水口，且进水口位置高于出水口，冷却腔[5]上的出水口与水箱[6]上的进水口连接，冷却腔[5]上的进水口与水箱[6]上的出水口连接；所述连通器中装有水，其装有量以连通器中水量可循环为准；所述冷却腔[5]的受光照面用透明玻璃制成透明腔壁[4]，塑料光纤(或塑料光缆)的受光端[1]伸入冷却腔[5]中，并位于冷却腔[5]的进水口与出水口之间，光源[3]发出的可见光穿过冷却腔[5]的透明腔壁[4]和水照射到塑料光纤的受光端[1]上，塑料光纤的受光端[1]受光照后所聚集的热量被受光端[1]周围的水吸收，由于水吸热后迅速膨胀向上运动，所以连通器内的水可形成热对流自循环流动。所述透明腔壁[4]可以用红外光过滤基片[8]来替代，并直接构成液体冷却与红外光过滤的叠加冷却方式。
实施例二参见附图3、图4，一种塑料光纤受光端的冷却方法，采用液体冷却方式，以透明液体为冷却液[2]，将塑料光纤的受光端[1]浸入冷却液[2]中，光源[3]发出的可见光穿过冷却液[2]照射在塑料光纤的受光端[1]上，所述冷却液[2]采用加压强迫循环方式，所述透明液体为水。本发明的方法可用以下冷却装置来实现所述冷却装置由冷却腔[5]、泵[7]、水箱[6]和水组成，冷却腔[5]与水箱[6]构成一个循环连通的连通器，冷却腔[5]上设有一个进水口和一个出水口；水箱[6]上也设有一个进水口和一个出水口，冷却腔[5]上的出水口与水箱[6]上的进水口连接，冷却腔[5]上的进水口与水箱[6]上的出水口连接；所述泵[7]设在水箱的进水口或出水口上，所述连通器中装有水，其装有量以连通器中水量可循环为准；所述冷却腔[5]的受光照面用透明玻璃制成透明腔壁[4]，塑料光纤(或塑料光缆)的受光端[1]伸入冷却腔[5]中，并位于冷却腔[5]的进水口与出水口之间，光源[3]发出的可见光穿过冷却腔[5]的透明腔壁[4]和水照射到塑料光纤的受光端[1]上，塑料光纤的受光端[1]受光照后所聚集的热量被受光端[1]周围的水吸收，由于泵[7]的强迫作用，使连通器内的水形成循环流动。
在本实施例所述冷却腔[5]中放入红外光过滤基片[8]，并使红外光过滤基片[8]位于塑料光纤受光端[1]与透明腔壁[4]之间，就构成了附图7所示的液体冷却与红外光过滤的叠加冷却方式。
实施例三参见附图2，一种塑料光纤受光端的冷却方法，采用液体冷却方式，以透明液体为冷却液[2]，将塑料光纤的受光端[1]浸入冷却液[2]中，光源[3]发出的可见光穿过冷却液[2]照射在塑料光纤的受光端[1]上，所述冷却液[2]采用开环流动方式，所述透明液体为水。本发明的方法可用以下冷却装置来实现所述冷却装置由冷却腔[5]构成，冷却腔[5]上设有一个进水口和一个出水口，进水口与自来水管连接，所述冷却腔[5]的受光照面用透明玻璃制成透明腔壁[4]，塑料光纤(或塑料光缆)的受光端[1]伸入冷却腔[5]中，并位于冷却腔[5]的进水口与出水口之间，光源[3]发出的可见光穿过冷却腔[5]的透明腔壁[4]和水照射到塑料光纤的受光端[1]上，塑料光纤的受光端[1]受光照后所聚集的热量被受光端[1]周围的水吸收，并随出水口排放。
实施例四参见附图5、图6，一种塑料光纤受光端的冷却方法，采用液体冷却方式，以透明液体为冷却液[2]，将塑料光纤的受光端[1]浸入冷却液[2]中，光源[3]发出的可见光穿过冷却液[2]照射在塑料光纤的受光端[1]上，所述受光端[1]采用静止液体冷却方式，所述透明液体为水。本发明的方法可用以下冷却装置来实现所述冷却装置由一个冷却腔[5]构成，冷却腔[5]中盛有水，所述塑料光纤(或塑料光缆)的受光端[1]从底部伸入冷却腔[5]的水中，并使受光端朝上，冷却腔[5]顶端为敞口，上方的光源[3]发出的可见光穿过水照射到塑料光纤的受光端[1]上，塑料光纤的受光端[1]受光照后所聚集的热量被受光端[1]周围的水吸收并扩散(见附图5所示)。
本实施例另一种结构为所述冷却装置由一个冷却腔[5]构成，冷却腔[5]中盛有水，所述冷却腔[5]的受光照面用透明玻璃制成透明腔壁[4]；所述塑料光纤(或塑料光缆)的受光端[1]伸入冷却腔[5]的水中，光源[3]发出的可见光穿过冷却腔[5]的透明腔壁[4]和水照射到塑料光纤的受光端[1]上，塑料光纤的受光端[1]受光照后所聚集的热量被受光端[1]周围的水吸收并扩散(见附图6所示)。
权利要求
1.一种塑料光纤受光端的冷却方法，其特征在于采用液体冷却方式，以至少在正常工作状态下呈透明状的液体为冷却液[2]，将塑料光纤的受光端[1]浸入冷却液[2]中，光源[3]发出的可见光穿过冷却液[2]照射在塑料光纤的受光端[1]上。
2.根据权利要求1所述的冷却方法，其特征在于所述冷却液[2]为流动液体。
3.根据权利要求2所述的冷却方法，其特征在于所述流动液体为循环流动液体。
4.根据权利要求3所述的冷却方法，其特征在于所述流动液体的循环为热对流自循环方式。
5.根据权利要求3所述的冷却方法，其特征在于所述流动液体的循环为强迫循环方式。
6.根据权利要求2所述的冷却方法，其特征在于所述流动液体为开环流动液体。
7.根据权利要求1所述的冷却方法，其特征在于所述冷却液[2]为静止液体。
8.根据权利要求1所述的冷却方法，其特征在于所述冷却液[2]为水。
9.根据权利要求1所述的冷却方法，其特征在于所述冷却液[2]为透明混合液体。
10.根据权利要求1所述的冷却方法，其特征在于采用所述液体冷却与红外光过滤叠加的方式，且红外光过滤基片[8]与冷却液[2]接触并位于塑料光纤受光端[1]与光源[3]之间。
全文摘要
一种塑料光纤受光端的冷却方法,其特征在于:采用液体冷却方式,以至少在正常工作状态下呈透明状的液体为冷却液[2],将塑料光纤的受光端[1]浸入冷却液[2]中,光源[3]发出的可见光穿过冷却液[2]照射在塑料光纤的受光端[1]上。本发明的特点是:1.在大幅度提高塑料光纤受光端光照能量的前提下,提供一种塑料光纤受光端的高效冷却方法,从而大大提高塑料光纤的发光亮度和传光距离。2.本发明实施简单,成本低,具有明显的实用价值和显著地创造性,适于在灯光装饰和图文广告领域中推广应用。
文档编号G02B6/00GK1178910SQ9710670
公开日1998年4月15日 申请日期1997年11月8日 优先权日1997年11月8日
发明者乐勤, 杨时英 申请人:乐勤, 杨时英