光纖密封轉接的氦質譜檢漏技術研究

2009-11-11 胡茂中西北核技術研究所

　　為解決光纖進入鋼制容器時造成的泄漏問題，密封轉接是一種有效方法。在容器上開口并安裝轉接法蘭盤，可實現多根光纖密封轉接。由于光纖纖芯較脆，密封轉接時需保持連續性，密封處理難度大。因此，一般采用特殊的灌膠密封結構形式，其密封缺陷的存在形式和查找方法也較復雜。為滿足光纖轉接的密封性能檢測要求，開展了相關氦質譜檢漏技術研究。建立了光纖內部密封缺陷的高靈敏度定量檢測方法，為光纖轉接的密封性能評估和缺陷提供準確可靠的檢測數據。

1、光纖轉接密封結構與缺陷分析

1.1、光纖轉接密封結構

　　通過光纖轉接盤的每根光纖配備一個轉接器，轉接器與光纖之間的密封方法是：光纖連續穿過轉接器的中心通孔，將處于轉接器內部的光纖段割掉保護層裸露纖芯并對轉接器中心孔內灌膠填充實現密封；轉接器通過螺紋壓環、定位卡環和真空橡膠墊圈安裝固定在轉接盤上（如圖1）。一個轉接盤可同時轉接數十根光纖。

1-光纖；2-光纖轉接盤；3-螺紋壓環；4-定位卡環；5-光纖內部灌膠段；6-轉接器主體；7-真空橡膠墊圈；8-轉接盤灌膠面

圖1光纖轉接器密封結構圖

1.2、光纖轉接結構密封缺陷分析

　　光纖轉接結構可能出現密封缺陷有：

（1）光纖轉接器與轉接盤間的密封

　　光纖轉接器安裝在轉接盤時主要通過在兩個金屬面間壓入真空橡膠墊圈實現密封，由于轉接盤上的密封配合面為沉孔臺肩，難以實現高精度加工，加之如圖1所示結構不能較好地限制墊圈的徑向變形，墊圈受壓易變形錯位，密封穩定性差，稍有不慎易導致密封失效。因而光纖轉接器與轉接點間的配合結構是密封的薄弱環節，也是檢漏的重點。

（2）光纖與轉接器間的密封

　　轉接器內部的光纖通孔較長且直徑小，通孔內灌膠難以密實，膠體內可能存在氣泡、裂紋等缺陷。此外，輕微碰撞或溫度等環境狀況的變化，可能引起膠體同轉接器內壁、光纖之間的結合狀態發生改變，從而形成裂隙、產生漏孔，或是導致原有缺陷擴大貫通而形成泄漏通道（如圖2所示）。光纖從內至外分別有光纖芯、固定層、緩沖層及包裝層四層，各層之間間隙不等（其中固定層與包裝層之間的緩沖層材質疏松）。上述各層間未作密封處理，在特定條件下，可能構成泄漏通道。

　　總之，光纖的密封處理結構中，可能存在的泄漏通道有兩種：一種貫穿整個灌膠層而連通轉接器上下兩端（圖2所示泄漏通道Ⅰ），這種漏孔在轉接器外部噴氦就可以被查找到；另一種未貫穿整個灌膠層但連通轉接器兩端光纖保護層間隙（圖2所示泄漏通道Ⅱ），這種漏孔需要在光纖內部施氦才能被檢測到。