一種光纖敏感環(huán)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種光纖敏感環(huán)，包括底座和蓋，所述敏感環(huán)由所述底座通過其上設(shè)置的向上凸起的圓環(huán)體形繞線盤和所述蓋上向下凸起的圓柱體形限位圈與所述蓋連接而成，所述底座上設(shè)有螺孔和固定孔，所述蓋上設(shè)置有螺紋孔、固定孔和光纖引出口。這種光纖敏感環(huán)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，拆裝方便，可靠性高。
【專利說明】一種光纖敏感環(huán)

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型涉及一種光纖敏感環(huán)，具體講涉及一種用于全光纖電流互感器的敏感環(huán)。

【背景技術(shù)】
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[0002]光纖傳感領(lǐng)域所用的光纖敏感環(huán)都是采取將光纖以一定方式纏繞在一環(huán)狀底座上的結(jié)構(gòu)。進(jìn)行光纖環(huán)繞制過程中，不論是采用四極對(duì)稱繞法，還是其他螺旋方式繞環(huán)，正常繞制光纖與最終光纖末端之間總會(huì)存在相互擠壓的情況，致使正常繞制的光纖在光纖末端位置不能與光纖環(huán)底座內(nèi)表面緊密結(jié)合，存在一定縫隙，該縫隙的存在破壞了光纖環(huán)環(huán)所繞制光纖的整齊性、對(duì)稱性，對(duì)光纖敏感環(huán)的溫度和振動(dòng)性能存在不利影響。
[0003]另外，固定光纖線圈的光纖敏感環(huán)底座結(jié)構(gòu)多是“工”字形結(jié)構(gòu)，上下兩邊及中間的底座結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)光纖線圈產(chǎn)生約束，在振動(dòng)條件與溫度變化時(shí)，會(huì)對(duì)線圈產(chǎn)生擠壓現(xiàn)象，導(dǎo)致光纖線圈內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力；有些底座結(jié)構(gòu)采用去上沿的單邊接觸形式，雖然減小了熱應(yīng)力，卻又產(chǎn)生了接觸側(cè)與非接觸側(cè)的熱流密度差異，導(dǎo)致溫度場(chǎng)分布不均勻，從而產(chǎn)生誤差。
[0004]最后，由于光纖的圓形截面，在繞制多層光纖敏感環(huán)的過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生“凹陷”現(xiàn)象，即上層光纖某段陷入下層光纖縫隙中。這種現(xiàn)象破壞了對(duì)稱段光纖的環(huán)境一致性，大大削弱了各種對(duì)稱繞法帶來的好處。此外，“凹陷”的發(fā)生還會(huì)引起局部應(yīng)力突變，與環(huán)境因素結(jié)合進(jìn)一步惡化敏感環(huán)的環(huán)境適應(yīng)性。現(xiàn)有解決該問題的方法為在繞制每層光纖后涂膠固化，但因工作效率低下而無法得到廣泛應(yīng)用。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，本實(shí)用新型提供一種光纖敏感環(huán)。
[0006]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案是:一種光纖敏感環(huán)，包括底座和蓋，其改進(jìn)之處在于:所述敏感環(huán)由所述底座通過其上設(shè)置的向上凸起的圓環(huán)體形繞線盤和所述蓋上向下凸起的圓柱體形限位圈與所述蓋連接而成，所述底座上設(shè)有螺孔和固定孔，所述蓋上設(shè)置有螺紋孔、固定孔和光纖引出口。
[0007]優(yōu)選的，所述底座上設(shè)置有圓形開口，所述圓形開口的直徑所在的直線將所述底座分為方形部分和半圓形部分，所述圓形開口的圓心與所述半圓形部分的圓心重合，所述半圓形部分的直徑等于所述方形部分的邊長(zhǎng)。
[0008]優(yōu)選的，所述蓋包括蓋板和設(shè)于所述蓋板邊緣同側(cè)垂直于所述蓋板且高度等于所述繞線盤高度的側(cè)板，所述光纖引出口設(shè)于所述側(cè)板上，所述限位圈和所述螺紋孔垂直設(shè)于所述側(cè)板之間的所述蓋板上，所述限位圈的高度小于所述繞線盤的高度，所述限位圈的直徑略小于所述繞線盤的內(nèi)徑。
[0009]優(yōu)選的，所述蓋的形狀和大小分別與所述底座的形狀和大小對(duì)應(yīng)相同，螺絲通過所述底座上的螺孔和所述蓋上的螺紋孔將所述蓋與所述底座固定。
[0010]優(yōu)選的，所述繞線盤的外壁設(shè)有螺旋狀凹槽。
[0011]優(yōu)選的，所述繞線盤的端部設(shè)有外徑大于所述繞線盤外徑且內(nèi)徑等于所述繞線盤內(nèi)徑的圓環(huán)形定位圈。
[0012]進(jìn)一步，所述定位圈的上端面與所述底座平行；所述定位圈的下端面與所述底座之間的夾角大于0°且小于1°。
[0013]優(yōu)選的，所述底座與所述蓋之間填充有半固態(tài)膠。
[0014]與最接近的技術(shù)方案相比，本實(shí)用新型具有如下顯著進(jìn)步:
[0015]1、本實(shí)用新型可以直接在光纖敏感環(huán)的繞線盤上面實(shí)現(xiàn)光纖繞制，無需特殊設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，可手工繞制，也可采用自動(dòng)化機(jī)械繞制，并且具有溫度穩(wěn)定性好、可靠性高的特點(diǎn)。
[0016]2、在圓環(huán)體形繞線盤外壁加工出螺旋狀的凹槽，將光纖沿著該螺旋路徑繞制，從而減小為使光纖不致松動(dòng)施加的壓緊光纖的力，可使得光纖上的受力更加均勻；
[0017]3、在圓環(huán)體形繞線盤端部的定位圈下端加工出傾斜的斜面，斜面與底座的夾角小于1°，減小了 “工”字形結(jié)構(gòu)上下兩邊對(duì)光纖線圈產(chǎn)生約束引起的擠壓而導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，減少了施加在光纖上受到的多余的力，另一方面，由于每層的匝數(shù)相等，其互易性更好，減小了非互易性對(duì)光纖環(huán)圈溫度性能的影響。
[0018]4、將光纖繞制在繞線盤上,蓋板在底座上后在光纖周圍的底座和蓋板之間存在空的間隙，在該間隙部位填充熱膨脹系數(shù)小的流體或半固態(tài)膠，可減小外部環(huán)境變化和振動(dòng)對(duì)敏感環(huán)的影響。
[0019]5、繞線盤和底座采用熱膨脹系數(shù)小的非金屬底座，如聚酰亞胺(PI)材質(zhì)，可最大限度減小繞線盤和底座的膨脹和收縮對(duì)光纖造成的應(yīng)力影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0020]圖1為光纖敏感環(huán)的爆炸圖；
[0021]圖2為光纖敏感環(huán)的縱剖面示意圖；
[0022]圖3為光纖敏感環(huán)的蓋的仰視圖；
[0023]圖4為底座的主視圖；
[0024]其中1-底座，2-蓋板；3_光纖，4-通孔，5-光纖引出口，6-限位圈，7_側(cè)板，8_螺孔，9_定位圈；10-繞線盤，11-螺紋孔，101-斜面，102-螺旋狀凹槽。

【具體實(shí)施方式】
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[0025]為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步地說明。
[0026]本實(shí)用新型提供的光纖敏感環(huán)的爆炸圖如圖1所示:
[0027]光纖敏感環(huán)由纏繞光纖的底座和覆蓋其上的蓋兩部分組成。
[0028]底座I上設(shè)置有一體成型的圓環(huán)體形繞線盤10，底座I的一側(cè)呈方形，另一側(cè)呈半圓形，底座I上有圓形開口，圓形開口和繞線盤10的內(nèi)環(huán)面相重合，繞線盤10的內(nèi)壁呈階梯狀，其下方與底座I連接部位的內(nèi)徑小于其上方的內(nèi)徑；
[0029]蓋由蓋板2和側(cè)板7組成，蓋板上開有與繞線盤10大小和位置對(duì)應(yīng)的圓柱形限位圈6，限位圈6的直徑略小于繞線盤10上方的內(nèi)徑，限位圈6的高度等于繞線盤10上方的內(nèi)徑較大的一段的高度；安裝時(shí)，限位圈6伸入繞線盤10內(nèi)部；
[0030]底座I四周分別設(shè)置有四個(gè)螺孔8，蓋板2的底部設(shè)置有與螺孔8位置和大小分別對(duì)應(yīng)的帶內(nèi)螺紋的螺紋孔11如圖3所示，底座和蓋可以用螺釘或卡扣緊固。
[0031]光纖敏感環(huán)上有一對(duì)固定孔4，便于將其固定在其他組件或殼體上。蓋的側(cè)板7下端，留有光纖引出口 5,繞制后的光纖3末端從光纖引出口 5引出。
[0032]底座所用材質(zhì)可以是金屬的，也可以是非金屬的。目前光纖敏感環(huán)普遍采用的是金屬底座，由于金屬的熱膨脹系數(shù)和光纖的差距較大，所以在溫度變化較大的時(shí)候，底座的膨脹和收縮會(huì)對(duì)光纖造成應(yīng)力影響，從而影響到質(zhì)量，因此，本實(shí)用新型的底座選用膨脹系數(shù)小的非金屬底座，如聚酰亞胺(PD材質(zhì)。
[0033]如圖2所示:光纖3繞制在底座I的圓環(huán)體形繞線盤10上，蓋蓋在底座上后在光纖3周圍的底座I與蓋板2之間存在空的間隙，在該間隙部位填充熱膨脹系數(shù)小的流體或半固態(tài)膠，減小外部環(huán)境變化和振動(dòng)對(duì)敏感環(huán)的影響。
[0034]如圖4所示:底座和繞線盤整體的主視圖為“工”字形結(jié)構(gòu)，光纖3以螺旋方式纏繞在該“工”字形結(jié)構(gòu)的豎直繞線盤10上，可以根據(jù)需求繞制N(N> I)層；該“工”字形結(jié)構(gòu)上下兩邊限制光纖3使其不會(huì)偏移或凹陷，且上下兩邊的距離根據(jù)需要經(jīng)過計(jì)算得出，使得每層繞制的光纖3匝數(shù)相同。
[0035]本實(shí)用新型的實(shí)施例一適合繞制單層光纖3，如圖4中102所示:在圓環(huán)體形繞線盤10的外壁可加工出螺旋狀的凹槽，將光纖3沿著該螺旋路徑繞制，從而減小為使光纖3不致松動(dòng)施加的壓緊光纖3的力，使得光纖3上的受力更加均勻。
[0036]本實(shí)用新型的實(shí)施例二適合繞制多層光纖3，如圖4中101所示:為減小“工”字形結(jié)構(gòu)的上下兩邊對(duì)光纖線圈產(chǎn)生約束引起的擠壓而導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，可將繞線盤10端部的定位圈9的下端面加工出帶有斜度的面101，以便于將螺旋狀纏繞的光纖3從上下方向限制住，該斜面101的傾斜角度與光纖3外徑和光纖線圈的螺旋節(jié)距有關(guān)，并與螺旋狀的光纖線圈很好的匹配，一般傾斜角度小于1° ;光纖3 —層層疊加,適合自動(dòng)化機(jī)械繞制,環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。
[0037]以上僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均在申請(qǐng)待批的本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種光纖敏感環(huán)，包括底座和蓋，其特征在于:所述敏感環(huán)由所述底座通過其上設(shè)置的向上凸起的圓環(huán)體形繞線盤和所述蓋上向下凸起的圓柱體形限位圈與所述蓋連接而成，所述底座上設(shè)有螺孔和固定孔，所述蓋上設(shè)置有螺紋孔、固定孔和光纖引出口。
2.如權(quán)利要求1所述的一種光纖敏感環(huán)，其特征在于: 所述底座上設(shè)置有圓形開口，所述圓形開口的直徑所在的直線將所述底座分為方形部分和半圓形部分，所述圓形開口的圓心與所述半圓形部分的圓心重合，所述半圓形部分的直徑等于所述方形部分的邊長(zhǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種光纖敏感環(huán)，其特征在于: 所述蓋包括蓋板和設(shè)于所述蓋板邊緣同側(cè)垂直于所述蓋板且高度等于所述繞線盤高度的側(cè)板，所述光纖引出口設(shè)于所述側(cè)板上，所述限位圈和所述螺紋孔垂直設(shè)于所述側(cè)板之間的所述蓋板上，所述限位圈的高度小于所述繞線盤的高度，所述限位圈的直徑略小于所述繞線盤的內(nèi)徑。
4.如權(quán)利要求1所述的一種光纖敏感環(huán)，其特征在于: 所述蓋的形狀和大小分別與所述底座的形狀和大小對(duì)應(yīng)相同，所述限位圈伸入所述繞線盤內(nèi)部，螺絲通過所述底座上的螺孔和所述蓋上的螺紋孔將所述蓋與所述底座固定。
5.如權(quán)利要求1所述的一種光纖敏感環(huán)，其特征在于: 所述繞線盤的外壁設(shè)有螺旋狀凹槽。
6.如權(quán)利要求1所述的一種光纖敏感環(huán)，其特征在于: 所述繞線盤的端部設(shè)有外徑大于所述繞線盤外徑且內(nèi)徑等于所述繞線盤內(nèi)徑的圓環(huán)形定位圈。
7.如權(quán)利要求4所述的一種光纖敏感環(huán)，其特征在于: 所述定位圈的上端面與所述底座平行；所述定位圈的下端面與所述底座之間的夾角大于0°且小于1°。
8.如權(quán)利要求1所述的一種光纖敏感環(huán)，其特征在于: 所述底座與所述蓋之間填充有半固態(tài)膠。
【文檔編號(hào)】G01R15/24GK204065206SQ201420481546
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】孫海江, 陳碩, 劉占元, 侯繼彪 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院