本發(fā)明屬于光纖光柵制造，具體涉及一種嵌入光纖的金屬導(dǎo)體制造設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、光纖作為一種新型無源傳感器，可以用作溫度、壓力、應(yīng)變等物理量的測量。因其具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、靈敏度高、抗電磁干擾、不受光強波動影響等諸多優(yōu)點，因此將光纖作為傳感器嵌入金屬導(dǎo)體是一種具有實用價值的感應(yīng)金屬導(dǎo)體狀態(tài)的方法。

2、傳統(tǒng)金屬導(dǎo)體與光纖的復(fù)合工藝存在以下問題：

3、1、封裝可靠性差：采用膠粘或表面貼裝方式，光纖易受環(huán)境影響（如高溫、腐蝕）導(dǎo)致失效；

4、2、結(jié)構(gòu)兼容性低：光纖與金屬導(dǎo)體的熱膨脹系數(shù)差異大，易在極端條件下產(chǎn)生應(yīng)力斷裂；

5、3、檢測功能缺失：無法實時監(jiān)測導(dǎo)體內(nèi)部溫度、應(yīng)力等參數(shù)，難以滿足超導(dǎo)失超檢測、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測等需求。

6、現(xiàn)有技術(shù)中，專利cn104152901b公開了一種通過化學(xué)鍍結(jié)合電鍍將光纖光柵嵌入金屬基體的方法，但存在工藝復(fù)雜、成本高的問題；專利cn117492140a提出一種內(nèi)嵌式光纖接續(xù)裝置，但僅適用于電纜接續(xù)場景，無法實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。因此，亟需一種高效、可靠的嵌入光纖金屬導(dǎo)體制造設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于上述背景技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種嵌入光纖的金屬導(dǎo)體制造設(shè)備，解決了現(xiàn)有的嵌入光纖技術(shù)存在封裝可靠性差、工藝復(fù)雜和成本高的問題。

2、本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明實施例提供了一種嵌入光纖的金屬導(dǎo)體制造設(shè)備，所述嵌入光纖的金屬導(dǎo)體包括外側(cè)銅條、光纖和內(nèi)側(cè)銅條，所述外側(cè)銅條一側(cè)端面的中間位置沿其長度方向開設(shè)有一條安裝槽，所述安裝槽內(nèi)粘有一條所述光纖，光纖完全位于安裝槽內(nèi)部，光纖上刻有多個波長不同的光柵，所述內(nèi)側(cè)銅條的一側(cè)端面壓合在外側(cè)銅條開有安裝槽的端面；光纖的一端位于外側(cè)銅條和內(nèi)側(cè)銅條的一端，另一端位于外側(cè)銅條和內(nèi)側(cè)銅條的另一端；

4、所述嵌入光纖的金屬導(dǎo)體制造設(shè)備包括兩端具有開口且呈圓柱中空結(jié)構(gòu)的殼體，所述殼體的頂部和底部開口均密封可拆卸設(shè)置有頂蓋和底盤；所述殼體內(nèi)設(shè)置有加熱裝置和液壓壓合裝置；所述加熱裝置包括設(shè)置在殼體內(nèi)且呈中空圓柱結(jié)構(gòu)的加熱層主體，所述加熱層主體的頂部和底部分別與所述頂蓋和底盤可拆卸連接，加熱層主體的外側(cè)圓周面上纏繞有鉬帶電阻，所述鉬帶電阻與殼體外部的加熱電源電性連接；加熱層主體的內(nèi)側(cè)圓周面上設(shè)置有第一螺旋槽；

5、所述液壓壓合裝置包括呈中空圓柱結(jié)構(gòu)且設(shè)置在加熱層主體內(nèi)部的液壓外層主體和液壓內(nèi)層主體，所述液壓內(nèi)層主體和液壓外層主體的頂部和底部分別與頂蓋和底盤可拆卸連接，液壓內(nèi)層主體和液壓外層主體之間設(shè)置有液壓腔；液壓外層主體和加熱層主體之間設(shè)置有4塊液壓環(huán)面，4塊所述液壓環(huán)面形成液壓管狀主體，所述液壓管狀主體的圓周外壁上設(shè)置有第二螺旋槽，所述第一螺旋槽與第二螺旋槽的位置對應(yīng)；液壓外層主體的圓周外壁上設(shè)置有用于將4塊液壓環(huán)面推向加熱層主體且與所述液壓腔連通的液壓驅(qū)動件；

6、外側(cè)銅條盤旋安裝在第一螺旋槽內(nèi)，內(nèi)側(cè)銅條盤旋安裝在第二螺旋槽內(nèi)。

7、進一步地，所述頂蓋和底盤上均環(huán)貫穿設(shè)置有多個殼體緊固孔，所述殼體的兩端端面上環(huán)向設(shè)置有多個連接螺紋孔，所述殼體緊固孔與所述連接螺紋孔呈一一對齊關(guān)系，對齊的每組殼體緊固孔與連接螺紋孔內(nèi)設(shè)置有螺栓緊固件；

8、所述頂蓋和底盤的內(nèi)側(cè)端面上均設(shè)置有一圈外殼層密封圈安裝槽，兩圈所述外殼層密封圈安裝槽內(nèi)均設(shè)置有一圈密封圈，殼體的兩端端面分別與外殼層密封圈安裝槽內(nèi)的密封圈抵緊接觸。

9、進一步地，所述頂蓋和底盤上均環(huán)貫穿設(shè)置有多個加熱層緊固孔，所述加熱層主體的兩端端面上環(huán)向設(shè)置有多個加熱層內(nèi)絲螺孔，所述加熱層緊固孔與加熱層內(nèi)絲螺孔呈一一對齊關(guān)系；對齊的每組加熱層緊固孔與加熱層內(nèi)絲螺孔內(nèi)設(shè)置有螺栓緊固件。

10、進一步地，所述頂蓋和底盤上均環(huán)貫穿設(shè)置有多個液壓內(nèi)層緊固孔和液壓外層緊固孔，所述液壓內(nèi)層主體和液壓外層主體的兩端端面上分別環(huán)向設(shè)置有多個液壓內(nèi)層內(nèi)絲螺孔和液壓外層內(nèi)絲螺孔，所述多個液壓內(nèi)層緊固孔與液壓內(nèi)層內(nèi)絲螺孔呈一一對齊關(guān)系，所述液壓外層緊固孔與所述液壓外層內(nèi)絲螺孔呈一一對齊關(guān)系；對齊的每組液壓內(nèi)層緊固孔與液壓內(nèi)層內(nèi)絲螺孔和每組液壓外層緊固孔與所述液壓外層內(nèi)絲螺孔內(nèi)設(shè)置有螺栓緊固件；

11、所述頂蓋和底盤的內(nèi)側(cè)端面上均設(shè)置有一圈液壓內(nèi)層密封圈安裝槽和一圈液壓外層密封圈安裝槽；所述液壓內(nèi)層密封圈安裝槽和液壓外層密封圈安裝槽內(nèi)均安裝有密封圈，所述液壓內(nèi)層主體和液壓外層主體的兩端分別與液壓內(nèi)層密封圈安裝槽和液壓外層密封圈安裝槽內(nèi)的密封圈抵緊接觸。

12、進一步地，所述液壓驅(qū)動件包括液壓動力源和8個與所述液壓腔連通的液壓缸，每塊所述液壓環(huán)面均匹配兩個豎直間隔設(shè)置所述液壓缸，每個液壓缸的尾端與液壓外層主體的圓周外壁固定連接，每個液壓缸的活塞桿與液壓環(huán)面的內(nèi)壁固定連接；所述液壓動力源設(shè)置于殼體的外部，液壓動力源包括儲油罐、注油電機、注油閥、放油電機、放油閥、注油管和放油管；所述底盤上開設(shè)置有與液壓腔連通的液壓油入孔和液壓油出孔；所述注油管和放油管的一端分別與所述液壓油入孔和液壓油出孔連通，注油管和放油管的另一端均與儲油罐連通；注油管上設(shè)置有所述注油閥，注油閥連接有所述注油電機；放油管上設(shè)置有所述放油閥，放油閥連接有放油管。

13、進一步地，所述頂蓋設(shè)置有抽真空系統(tǒng)，所述抽真空系統(tǒng)通過真空管與液壓外層主體和殼體之間的空間連通，加熱層主體上貫穿設(shè)置有通孔。

14、進一步地，所述殼體、頂蓋和底盤均為外層-內(nèi)層-外層三明治結(jié)構(gòu)，所述外層的材料為力學(xué)性能較好的材料，內(nèi)層的材料為絕熱性能好的材料。

15、嵌入光纖的金屬導(dǎo)體制造設(shè)備的使用方法包括：

16、步驟1.1、制作兩根等長的外側(cè)銅條和內(nèi)側(cè)銅條；

17、步驟1.2、制作長度大于外側(cè)銅條和內(nèi)側(cè)銅條長度的光纖并在光纖上刻多個波長不同的光柵；對于不需要光柵的光纖，可以跳過步驟1.2；

18、步驟1.3、在外側(cè)銅條一側(cè)端面的中間位置沿其長度方向開設(shè)一條安裝槽，并將光纖粘貼在安裝槽內(nèi)，光纖的一端位于外側(cè)銅條內(nèi)部，另一端位于外部；

19、步驟1.4、將外側(cè)銅條盤旋安裝在第一螺旋槽內(nèi)，將內(nèi)側(cè)銅條盤旋安裝在第二螺旋槽內(nèi)；

20、步驟1.5、啟動抽真空系統(tǒng)和加熱裝置，當(dāng)加熱層主體的溫度在550℃~600℃時，啟動液壓壓合裝置，多個液壓缸的活塞桿推動4塊液壓環(huán)面朝向液壓外層主體移動直至將內(nèi)側(cè)銅條壓合在外側(cè)銅條上，液壓缸的活塞桿推動液壓環(huán)面使其壓力為15mpa?并保持3小時后，外側(cè)銅條與內(nèi)側(cè)銅條緊密連接，形成嵌入有光纖的銅條；

21、步驟1.6、停止加壓和加熱，注入空氣，打開頂蓋，取出嵌入有光纖的銅條

22、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種嵌入光纖的金屬導(dǎo)體制造設(shè)備，通過設(shè)置加熱裝置和液壓壓合裝置，能夠在高溫高壓環(huán)境下，將光纖壓合在外側(cè)銅條與內(nèi)側(cè)銅條之間，且內(nèi)側(cè)銅條與外側(cè)銅條合成一個整體，且工藝簡單、成本較低，能夠高效可靠地將光纖嵌入到金屬導(dǎo)體內(nèi)，解決了光纖智能感知金屬材料材料的制造問題。