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體制造設備。

背景技術：

1、光纖作為一種新型無源傳感器，可以用作溫度、壓力、應變等物理量的測量。因其具有結構簡單、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體是一種具有實用價值的感應金屬導體狀態(tài)的方法。

2、傳統(tǒng)金屬導體與光纖的復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）導致失效；

4、2、結構兼容性低：光纖與金屬導體的熱膨脹系數(shù)差異大，易在極端條件下產生應力斷裂；

5、3、檢測功能缺失：無法實時監(jiān)測導體內部溫度、應力等參數(shù)，難以滿足超導失超檢測、結構健康監(jiān)測等需求。

6、現(xiàn)有技術中，專利cn104152901b公開了一種通過化學鍍結合電鍍將光纖光柵嵌入金屬基體的方法，但存在工藝復雜、成本高的問題；專利cn117492140a提出一種內嵌式光纖接續(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。因此，亟需一種高效、可靠的嵌入光纖金屬導體制造設備。

技術實現(xiàn)思路

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

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體制造設備，所述嵌入光纖的金屬導體包括外側銅條、光纖和內側銅條，所述外側銅條一側端面的中間位置沿其長度方向開設有一條安裝槽，所述安裝槽內粘有一條所述光纖，光纖完全位于安裝槽內部，光纖上刻有多個波長不同的光柵，所述內側銅條的一側端面壓合在外側銅條開有安裝槽的端面；光纖的一端位于外側銅條和內側銅條的一端，另一端位于外側銅條和內側銅條的另一端；

4、所述嵌入光纖的金屬導體制造設備包括兩端具有開口且呈圓柱中空結構的殼體，所述殼體的頂部和底部開口均密封可拆卸設置有頂蓋和底盤；所述殼體內設置有加熱裝置和液壓壓合裝置；所述加熱裝置包括設置在殼體內且呈中空圓柱結構的加熱層主體，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；加熱層主體的內側圓周面上設置有第一螺旋槽；

5、所述液壓壓合裝置包括呈中空圓柱結構且設置在加熱層主體內部的液壓外層主體和液壓內層主體，所述液壓內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，液壓內層主體和液壓外層主體之間設置有液壓腔；液壓外層主體和加熱層主體之間設置有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；液壓外層主體的圓周外壁上設置有用于將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動件；

6、外側銅條盤旋安裝在第一螺旋槽內，內側銅條盤旋安裝在第二螺旋槽內。

7、進一步地，所述頂蓋和底盤上均環(huán)貫穿設置有多個殼體緊固孔，所述殼體的兩端端面上環(huán)向設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系，對齊的每組殼體緊固孔與連接螺紋孔內設置有螺栓緊固件；

8、所述頂蓋和底盤的內側端面上均設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均設置有一圈密封圈，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)向設置有多個加熱層內絲螺孔，所述加熱層緊固孔與加熱層內絲螺孔呈一一對齊關系；對齊的每組加熱層緊固孔與加熱層內絲螺孔內設置有螺栓緊固件。

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

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

12、進一步地，所述液壓驅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)面的內壁固定連接；所述液壓動力源設置于殼體的外部，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；注油管上設置有所述注油閥，注油閥連接有所述注油電機；放油管上設置有所述放油閥，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置有通孔。

14、進一步地，所述殼體、頂蓋和底盤均為外層-內層-外層三明治結構，所述外層的材料為力學性能較好的材料，內層的材料為絕熱性能好的材料。

15、嵌入光纖的金屬導體制造設備的使用方法包括：

16、步驟1.1、制作兩根等長的外側銅條和內側銅條；

17、步驟1.2、制作長度大于外側銅條和內側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、在外側銅條一側端面的中間位置沿其長度方向開設一條安裝槽，并將光纖粘貼在安裝槽內，光纖的一端位于外側銅條內部，另一端位于外部；

19、步驟1.4、將外側銅條盤旋安裝在第一螺旋槽內，將內側銅條盤旋安裝在第二螺旋槽內；

20、步驟1.5、啟動抽真空系統(tǒng)和加熱裝置，當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側銅條壓合在外側銅條上，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，外側銅條與內側銅條緊密連接，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體制造設備，通過設置加熱裝置和液壓壓合裝置，能夠在高溫高壓環(huán)境下，將光纖壓合在外側銅條與內側銅條之間，且內側銅條與外側銅條合成一個整體，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體內，解決了光纖智能感知金屬材料材料的制造問題。