光纤加工装置及方法与流程

1.本公开涉及一种光纤加工装置及方法。


背景技术：

2.照明光缆是将内窥镜冷光源发出的光传输至内窥镜，进而对内镜手术提供暗场照明。
3.照明光缆包括光纤头及硅胶套管，其中光纤头主要有外套管、光纤束和光纤端面组成，光纤头是照明光缆的入光端部件。目前市面上大多数的光纤头都是采用胶水灌封后再抛光而制备的，然而这种工艺做出的光纤头耐温低，光纤头的温度一旦超过胶水的熔点，光纤端面就会出现因胶水烧焦而形成的脏斑或污点，情况严重的就会影响使用。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种光纤加工装置及方法。
5.根据本公开的一个方面，提供了一种光纤加工装置，其包括：
6.加热模块，所述加热模块包括内部腔室，所述加热模块用于向该内部腔室提供热量；
7.密封模块，所述密封模块至少部分位于所述加热模块的内部腔室，其中，所述密封模块内部包括空腔，所述光纤的至少部分位于所述空腔内，并且与所述密封模块的下端的内壁面接触；以及
8.磁吸模块，所述磁吸模块与所述加热模块之间的位置固定，并用于对密封模块进行定位，以使得所述密封模块与所述光纤接触的部分被水平地设置。
9.根据本公开的至少一个实施方式的光纤加工装置，所述密封模块包括导齐片，所述导齐片能够被所述磁吸模块所吸附，并且在光纤熔融的过程中，保持为水平状态。
10.根据本公开的至少一个实施方式的光纤加工装置，所述密封模块还包括密封管，所述导齐片位于所述密封管的下端。
11.根据本公开的至少一个实施方式的光纤加工装置，所述导齐片大于光纤的直径，并且所述导齐片能够覆盖所述光纤的端部。
12.根据本公开的至少一个实施方式的光纤加工装置，所述导齐片能够从所述密封管上拆卸并更换。
13.根据本公开的至少一个实施方式的光纤加工装置，所述密封模块包括真空口，所述真空口连接于抽真空模块，并通过所述抽真空模块将所述密封模块内的真空度保持在预设范围。
14.根据本公开的至少一个实施方式的光纤加工装置，还包括：
15.控制模块，所述控制模块用于控制内部腔室的温度、控制密封模块内的真空度以及控制磁吸模块的启动和停止。
16.根据本公开的至少一个实施方式的光纤加工装置，还包括温度传感器，所述温度
传感器用于检测内部腔室的温度，并连接于所述控制模块，所述控制模块根据温度传感器所检测的温度，控制加热模块的功率。
17.根据本公开的至少一个实施方式的光纤加工装置，当所述光纤插入至所述密封模块的空腔内时，所述光纤与所述密封模块的内壁面之间密封设置。
18.根据本公开的另一方面，提供一种光纤加工方法，其利用上述的光纤加工装置实现，所述光纤加工方法包括：
19.设定光纤的熔融温度t，设定光纤加工装置的运行时间t；
20.控制加热模块工作，使得加热模块的内部腔室的温度为预设温度范围t
±
x，其中x表示光纤熔融温度t的允许变化幅值；
21.控制抽真空模块启动，使得密封模块的空腔内的真空度在预设范围内；
22.当光纤的熔融温度t与温度传感器所检测的温度值的差值δt小于等于n*x时，控制加热模块停止工作；否则控制加热模块开始工作；
23.当光纤加工装置的实际运行时间达到设定的光纤加工装置的运行时间t后，控制加热模块停止工作，将密封模块的空腔内调节为大气压强，即获得熔融后的光纤头。
24.本发明的光线加工装置中，通过加热模块提供了光纤头熔融所需的温度环境，通过抽真空模块提供了光纤头熔融的真空度环境，通过密封模块保证了装置的温度值及真空度，通过磁吸模块为熔融光纤头提供了光纤束对其及洁净的熔融台面，配合人机互动便捷集成的控制模块，制作出的照明光缆光纤端面无胶水，可承受更高的温度，而不会出现端面污点。
附图说明
25.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
26.图1是根据本公开的一个实施方式的光纤加工装置的结构示意图。
27.图2是根据本公开的一个实施方式的加热模块的结构示意图。
28.图3是根据本公开的一个实施方式的密封模块的结构示意图。
29.图4是根据本公开的一个实施方式的光纤加工方法的流程图。
30.图中附图标记具体为：
31.10外套管
32.20光纤
33.110加热模块
34.111外壳
35.112保温层
36.113加热部
37.120密封模块
38.121密封管
39.122导齐片
40.123真空口
41.124密封件
42.130磁吸模块
43.140抽真空模块
44.141真空泵
45.150控制模块。
具体实施方式
46.下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
47.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
48.除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
49.在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
50.当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
51.为了描述性目的，本公开可使用诸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“在
……
下”、“下”、“在
……
上方”、“上”、“在
……
之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在
……
下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
52.这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明
存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
53.图1是根据本公开的一个实施方式的光纤加工装置的结构示意图。图2是根据本公开的一个实施方式的加热模块的结构示意图。图3是根据本公开的一个实施方式的密封模块的结构示意图。
54.如图1至图3所示，所述光纤加工装置能够用于对光纤的头部进行熔融加工。其中，所述光纤能够被保持在外套管中，并且熔融的光纤的头部能够略微凸出于外套管，然后再经过打磨或者抛光等工艺，即能够被应用于医疗器械，并实现光传输。
55.本公开中，所述光纤加工装置可以包括加热模块110、密封模块120和磁吸模块130等结构。
56.所述加热模块110用于向光纤提供热量，以使得光纤能够处于熔融状态。从具体结构上说，所述加热模块包括外壳111以及设置于所述外壳111内的保温层112。并且考虑到光纤熔融时的温度较高，该保温层112可以采用岩棉板等材料制备而成。
57.所述加热模块110还包括加热部113，所述加热部113设置于所述保温层112的内部，换句话说，所述保温层112环绕所述加热部113设置，从而能够防止加热部113所产生的热量向外散发，并由此提高了加热部113的效率。
58.本公开中，所述加热部113的内部设置有内部腔室，由此所述加热部113所产生的热量能够被提供至该内部腔室，相应地，在该内部腔室中熔融待加工的光纤。
59.另外，所述加热模块110还可以包括用于向加热部113提供电能的加热电源(图中未示出)，此时，所述加热部113可以包括加热槽以及均匀分布在加热槽周边的电热丝，而且，所述加热槽的内壁上均匀地布置有若干温度传感器。相应地，所述加热槽的内部形成上述的内部腔室。
60.所述密封模块120至少部分位于所述加热模块110的内部腔室，其中，所述密封模块120内部包括空腔，所述光纤的至少部分位于所述空腔内，并且与所述密封模块120的下端的内壁面接触；由此，所述加热模块110所提供的热量能够至少部分地通过所述密封模块的底壁传递至光纤的头部，以便熔融该光纤的头部。
61.在一个优选的实施例中，所述密封模块120包括密封管121和导齐片122等部件。
62.所述密封管121的下端的外径小于或者略小于所述内部腔室的直径，从而使得密封管121能够方便地插入于所述内部腔室内。本公开中，所述密封管121的上端和下端均呈敞口状，由此，光纤能够从所述密封管121的上端插入，并靠近所述密封管121的下端附近。所述导齐片122固定于所述密封管121，并位于所述密封管121的下端。
63.所述导齐片122能够从所述密封管121上拆卸并更换，由此，当光纤熔融过程中，如果导齐片122与光纤接触的表面粘附或者残留熔融材料时，能够方便用户更换该导齐片122。
64.更优选地，所述导齐片122的面积大于所述光纤的横截面面积，或者说，所述导齐片122的直径大于光纤的直径，由此，所述光纤的端面能够全部与所述导齐片122接触，换句
话说，所述导齐片122能够覆盖所述光纤的端部，由此能够使得所述光纤的端部被全部熔融。
65.所述磁吸模块130与所述加热模块110之间的位置固定，在一个实施例中，所述磁吸模块130能够被固定于外壳111或者加热槽等部件，并且位于所述加热部113的内部腔室，由此所述磁吸模块130与所述加热模块110之间的位置不会发生变化，即保持在间接固定的状态。
66.所述磁吸模块130用于对密封模块120进行定位和/或支撑；在一个实施例中，所述磁吸模块130的上表面能够被水平地设置，以使得所述密封模块120与所述光纤接触的部分被水平地设置。
67.更具体地，所述导齐片122的底面(即导齐片122与磁吸模块130接触的表面)可以含有磁性成分，由此，所述导齐片122能够被所述磁吸模块130所吸附，相应地，当导齐片122被所述磁吸模块130吸附时，所述导齐片122的上表面也能够处于水平状态。进一步地，当光纤被竖直地插入并且与所述导齐片122的上表面接触时，能使得所述光纤的头部的熔融部分相对于外套管具有大致相同的厚度。
68.在一个实施例中，所述密封模块120还包括真空口123，所述真空口123连接于抽真空模块140，由此能够将密封模块120内的气体通过抽真空模块140抽出，并使得所述密封模块120的内部处于负压环境(或者说真空环境)，即，通过所述抽真空模块140将所述密封模块120内的真空度保持在预设范围内，由此在光纤熔融的过程中，不会在光纤的内部形成气泡，提高了光纤的熔融部分的质量。
69.本公开中，所述密封模块120还包括密封件124，当所述光纤插入至所述密封模块120的空腔内时，所述光纤与所述密封管121的内壁面之间设置有所述密封件124，由此使得所述光纤与密封管121之间密封设置。
70.在一个实施例中，所述抽真空模块140可以包括真空泵141、连接管142和真空表143等部件，其中，所述真空泵141通过连接管142连接于所述密封模块120的真空口123，所述真空表143设置于所述连接管142，以此能够通过真空表143检测所述密封模块120内的真空度，并且所述真空表143还能够显示其所检测的真空度。
71.另一方面，所述密封模块120上还设置有进气调节阀，以通过该进气调节阀向密封模块120内提供气体，从而使得空气能够经由该进气调节阀进入所述密封模块120的空腔的内部，进一步地，所述密封模块120的空腔能够被回复至大气压状态。
72.另一方面，为实现光纤加工装置的自动化控制，本公开的光纤加工装置还包括控制模块150，所述控制模块150用于控制内部腔室的温度、控制密封模块120内的真空度以及控制磁吸模块130的启动和停止。
73.优选地，所述光纤加工装置还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测内部腔室的温度，并连接于所述控制模块150，所述控制模块150根据温度传感器所检测的温度，控制加热模块110的功率。本公开中，所述加热模块110的功率为0时，该加热模块110将停止工作。
74.所述控制模块150还连接于磁吸模块130，从而能够通过继电器等部件控制磁吸模块130处于通电状态还是断电状态，相应地，当磁吸模块130处于通电状态时，其能够吸附导齐片122，另一方面，当磁吸模块130处于断电状态时，其不能够吸附导齐片122，此时所述密
封模块120(包括导齐片122)能够从加热模块110内取出。
75.而且，所述控制模块150还能够控制真空泵的启停，从而使得密封模块120内的气体的真空度被控制在预设范围内。更进一步，所述控制模块150还能够控制进气调节阀的开闭，从而能够使得密封模块120内的气体的真空度能够被恢复至大气压状态。
76.在本公开的光纤加工装置使用时，先将导齐片122安装至密封管，控制磁吸模块130处于通电状态，使磁吸模块130与导齐片122相互吸附，并使得导齐片122保持在水平状态；当光纤穿入外套管后，顶到导齐片122的上端面上，使得导齐片122上端面与光纤端面重合；当光纤的数量为多个时，确保这些光纤全部与导齐片122的上端面重合，即可以进行熔融操作。
77.在熔融时，控制加热模块加热，并控制抽真空模块开始工作，熔融工作过程可以按照设定程序运行。
78.熔融后，控制磁吸模块130处于断电状态，磁吸模块130的磁性消失，与导齐片122不再吸引，便于导齐片122取出及更换。优选地，所述外套管10和导齐片122之间间隔设置，由此熔融的光纤所形成的光纤头具有一定的抛光磨损量；当然，所述外套管10的下端面也能够与导齐片122的上表面接触，相应地，通过光纤在熔融过程中的向下运动，使得光纤头形成上述的抛光磨损量。
79.由此，通过本公开的光纤加工装置的加热模块提供了光纤头熔融所需的温度环境，通过抽真空模块提供了光纤头熔融的真空度环境，通过密封模块保证了装置的温度值及真空度，通过磁吸模块为熔融光纤头提供了光纤束对其及洁净的熔融台面，配合人机互动便捷集成的控制模块，制作出的照明光缆光纤端面无胶水，可承受更高的温度，而不会出现端面污点。
80.图4是根据本公开的一个实施方式的光纤加工方法的流程图。
81.根据本公开的另一方面，如图4所示，本公开提供一种光纤加工方法，其利用上述的光纤加工装置实现。
82.更具体地，本公开的光纤加工方法可以包括：设定光纤的熔融温度t，设定光纤加工装置的运行时间t；控制加热模块110工作，使得加热模块110的内部腔室的温度为预设温度范围t
±
x，其中x表示光纤熔融温度t的允许变化幅值；控制抽真空模块140启动，使得密封模块120的空腔内的真空度在预设范围内；当光纤的熔融温度t与温度传感器所检测的温度值的差值δt小于等于n*x时，控制加热模块110停止工作；否则控制加热模块110开始工作；当光纤加工装置的实际运行时间达到设定的光纤加工装置的运行时间t后，控制加热模块110停止工作，将密封模块120的空腔内调节为大气压强，即获得熔融后的光纤头。
83.也就是说，该预设温度范围t
±
x为光纤的熔融温度范围；光纤充分熔融的真空度预设范围为p
±
y；温度传感器所检测的温度为t’；真空表所检测的真空度为p’，温度差δt＝t-t’，t为检测温度t’首次达到光纤的熔融温度t后，至光纤完全熔融好的装置运行时间。
84.本公开中，在加热模块启动对光纤进行加热的开始阶段，使得加热模块110的内部腔室的温度达到t后，控制加热模块停止工作或者降低加热模块110的功率，以使得加热模块的内部腔室的温度不再进一步上升，由此避免了光纤的损坏。
85.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、
结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
86.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
87.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

技术特征：
1.一种光纤加工装置，其特征在于，包括：加热模块，所述加热模块包括内部腔室，所述加热模块用于向该内部腔室提供热量；密封模块，所述密封模块至少部分位于所述加热模块的内部腔室，其中，所述密封模块内部包括空腔，所述光纤的至少部分位于所述空腔内，并且与所述密封模块的下端的内壁面接触；以及磁吸模块，所述磁吸模块与所述加热模块之间的位置固定，并用于对密封模块进行定位，以使得所述密封模块与所述光纤接触的部分被水平地设置。2.如权利要求1所述的光纤加工装置，其特征在于，所述密封模块包括导齐片，所述导齐片能够被所述磁吸模块所吸附，并且在光纤熔融的过程中，保持为水平状态。3.如权利要求2所述的光纤加工装置，其特征在于，所述密封模块还包括密封管，所述导齐片位于所述密封管的下端。4.如权利要求3所述的光纤加工装置，其特征在于，所述导齐片大于光纤的直径，并且所述导齐片能够覆盖所述光纤的端部。5.如权利要求3所述的光纤加工装置，其特征在于，所述导齐片能够从所述密封管上拆卸并更换。6.如权利要求1所述的光纤加工装置，其特征在于，所述密封模块包括真空口，所述真空口连接于抽真空模块，并通过所述抽真空模块将所述密封模块内的真空度保持在预设范围。7.如权利要求6所述的光纤加工装置，其特征在于，还包括：控制模块，所述控制模块用于控制内部腔室的温度、控制密封模块内的真空度以及控制磁吸模块的启动和停止。8.如权利要求7所述的光纤加工装置，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器用于检测内部腔室的温度，并连接于所述控制模块，所述控制模块根据温度传感器所检测的温度，控制加热模块的功率。9.如权利要求1所述的光纤加工装置，其特征在于，当所述光纤插入至所述密封模块的空腔内时，所述光纤与所述密封模块的内壁面之间密封设置。10.一种光纤加工方法，其利用权利要求1-9中的任一项所述的光纤加工装置实现，其特征在于，所述光纤加工方法包括：设定光纤的熔融温度t，设定光纤加工装置的运行时间t；控制加热模块工作，使得加热模块的内部腔室的温度为预设温度范围t
±
x，其中x表示光纤熔融温度t的允许变化幅值；控制抽真空模块启动，使得密封模块的空腔内的真空度在预设范围内；当光纤的熔融温度t与温度传感器所检测的温度值的差值δt小于等于n*x时，控制加热模块停止工作；否则控制加热模块开始工作；当光纤加工装置的实际运行时间达到设定的光纤加工装置的运行时间t后，控制加热模块停止工作，将密封模块的空腔内调节为大气压强，即获得熔融后的光纤头。

技术总结
本公开提供一种光纤加工装置，其包括：加热模块，所述加热模块包括内部腔室，所述加热模块用于向该内部腔室提供热量；密封模块，所述密封模块至少部分位于所述加热模块的内部腔室，其中，所述密封模块内部包括空腔，所述光纤的至少部分位于所述空腔内，并且与所述密封模块的下端的内壁面接触；以及磁吸模块，所述磁吸模块与所述加热模块之间的位置固定，并用于对密封模块进行定位，以使得所述密封模块与所述光纤接触的部分被水平地设置。本公开还提供一种光纤加工方法。供一种光纤加工方法。供一种光纤加工方法。


技术研发人员：邢学智 滕祥瑞 崔志敏 张晓辉
受保护的技术使用者：青岛奥美克医疗科技有限公司
技术研发日：2023.08.11
技术公布日：2023/10/15