一种磁吸式智能光纤连接器的制作方法

本发明涉及光纤通信连接器，特别是指一种磁吸式智能光纤连接器。

背景技术：

1、现有的光纤连接器（如sc、lc、fc型）通常采用内置机械弹簧作为弹性元件，以实现插芯对接时的轴向预紧与缓冲，长期使用存在诸多固有缺陷：

2、1.插接依赖人工精准对准，装配操作繁琐，最终对位精度完全受操作人员装配手法影响，一致性较差；

3、2.内部弹簧经过上千次插拔后极易出现疲劳、磨损问题，直接造成光纤端面贴合不紧密，插入损耗持续波动，通信稳定性下降；

4、3.纯机械弹簧结构抗振动、抗颠簸性能薄弱，在车载、工业持续振动工况下，连接器易发生松动、瞬时断光，无法满足严苛工业与车载通信需求；

5、4.插接无防错、防撞保护机制，易发生反插、错插，造成插芯端面磕碰划伤，大幅缩短连接器使用寿命。

6、现有技术中缺少可实现盲插自动对位、无弹簧长效预紧、振动工况自适应调节磁力的光纤连接器方案，无法同时解决插损波动、抗振差、插拔易损伤端面等多重技术痛点。

技术实现思路

1、针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种磁吸式智能光纤连接器，解决了现有技术中采用内置机械弹簧作为弹性元件，结构抗振动、抗颠簸能力差的问题。

2、本发明的技术方案是这样实现的：一种磁吸式智能光纤连接器，包括插头和插座，插头和插座中均设有主控单元，其特征在于，插头和插座中均设有光纤和外壳，光纤外套设有插芯和套管，套管的左端和插芯均位于外壳内，且插芯与外壳之间设有用于控制插芯位置的可控磁吸组件，可控磁吸组件位于插芯和套管之间并与主控单元电连接，主控单元上还连接有微型光功率检测单元，主控单元通过微型光功率检测单元采集的数据配合可控磁吸组件，动态调整电磁铁的电流大小和方向，以此改变可控磁吸组件总吸附力，实现插座与插头对接时自动径向对中、轴向自适应锁紧。

3、进一步优选的，所述可控磁吸组件包括永磁体、电磁铁与霍尔传感器，永磁体与电磁铁沿轴向堆叠布置，主控单元分别与霍尔传感器、电磁铁电性相连，主控单元依据霍尔传感器采集的磁场信号调节电磁铁输出电流。

4、进一步优选的，所述霍尔传感器设置在外壳开设的感应槽内，霍尔传感器实时检测磁场信号并向主控单元输出霍尔电压信号，主控单元基于霍尔电压信号闭环调节电磁铁输出电流。

5、进一步优选的，所述永磁体、电磁铁和霍尔传感器集成设置于一体成型的外壳上，永磁体提供基础磁力，主控单元通过改变电磁铁的电流大小和/或电流方向，使电磁铁叠加/抵消永磁体的基础磁力，以此调节可控磁吸组件的总吸附力。

6、进一步优选的，所述电磁铁为环形结构并环绕设于插芯外侧。

7、进一步优选的，所述套管上设有与电回路配合的通孔。所述通孔内设有绝缘隔断，绝缘隔断将通孔分隔形成供电回路腔与信号回路腔。

8、进一步优选的，所述微型光功率检测单元采集光纤传输光功率并计算插头与插座中光纤对接产生的光损耗，主控单元接收微型光功率检测单元输出的光损耗数据，并根据光损耗数值动态调整电磁铁输出电流。

9、进一步优选的，所述微型光功率检测单元采集发射端参考光功率pin与接收端透射光功率pout并计算光纤插损il=10×log10（pin/pout）；主控单元预设0.3db插损阈值，当插损il＞0.3db时，主控单元逐级提升电磁铁电流以增强端面压紧力；插损回落并稳定≤0.3db后，主控单元锁存磁力，维持低损耗连接。

10、一种磁吸式智能光纤连接器的控制方法，应用于插头、插座的插接配合，包括以下步骤：

11、s1对接初始化：插头、插座相互靠近，插头和插座内的永磁体基础磁场进入霍尔传感器感应范围，霍尔传感器实时采集磁场强度信号并传输至主控单元；微型光功率检测单元同步采集发射端参考光功率pin、接收端透射光功率pout，主控单元计算光纤插损并完成光路基线初始化；

12、s2分阶段磁力时序控制：主控单元根据霍尔传感器反馈的磁场信号区分工作阶段，盲插阶段主控单元输出正向小电流实现弱磁导引；插头、插座完全对接锁紧后主控单元输出正向大电流叠加永磁体磁力实现端面压紧；主控单元接收拔插指令时输出反向电流抵消永磁体基础磁力完成解锁；

13、s3光损耗双闭环自适应补偿：主控单元采用5阶滑动平均滤波处理插损采样数据，以0.3db为判定阈值；主控单元依据插损超标程度执行分级电流补偿，插损回落并持续稳定200ms以上时，主控单元锁存磁力；光路长期稳定后，主控单元阶梯下调电磁铁电流回落至低功耗基线；

14、s4实时安全保护与复位：主控单元持续监测电磁铁电流、工作温度，触发过流、超温条件时，主控单元通过调节电磁铁电流下调磁力输出；若满电流补偿后插损仍超标，主控单元判定端面故障并停止增压；当连接器分离时，主控单元立即清零电磁铁电流，主控单元完成整机复位，等待下一次对接。

15、本发明的有益效果为：本发明取消传统机械弹簧结构，采用永磁体搭配环形电磁铁构成复合磁吸预紧机构，永磁体提供恒定无衰减基础贴合磁力，不存在弹簧疲劳、磨损导致的插损波动问题；环形电磁铁可同步输出轴向压紧力与径向对中复位力，搭配霍尔传感器磁力闭环调控，实现盲插弱磁防撞击、工作阶段强磁抗振、拔插反向消磁易分离的三段式自适应磁力控制，不仅支持精准对位的盲插操作、大幅降低插芯端面磕碰风险，磁吸无间隙贴合结构还能在车载、工业持续振动冲击工况下杜绝光路闪断，同时磁吸结构无机械摩擦损耗，理论插拔寿命无上限。中空套管通过绝缘隔断分隔独立供电与信号腔，实现电回路电磁隔离，有效规避布线串扰；整体零部件数量精简，装配难度降低，适配高密度光纤连接器小型化集成需求。

16、本发明设置磁力闭环与光损耗双闭环自适应调控系统，实时计算光纤插损，以0.3db为判定阈值并配置5阶滑动平均滤波、分级阶梯电流补偿逻辑，可根据光路损耗动态自动调整压紧磁力，振动产生微间隙时实时补偿以持续维持低损耗光路；主控单元集成过流、超温、端面故障多重保护机制，电流、温度异常时自动下调磁力，满功率补偿仍无法改善插损则停止增压避免陶瓷端面损坏；光路长期稳定后电磁铁电流阶梯回落至永磁基线低功耗运行，减少线圈发热与器件老化，连接器分离后自动清零电流复位，整机通信稳定性、设备可靠性与使用耐久性均得到显著提升。

1.一种磁吸式智能光纤连接器，包括插头和插座，插头和插座中均设有主控单元，其特征在于，插头和插座中均设有光纤（2）和外壳（3），光纤（2）外套设有插芯（1）和套管（4），套管（4）的左端和插芯（1）均位于外壳（3）内，且插芯（1）与外壳（3）之间设有用于控制插芯（1）位置的可控磁吸组件（5），可控磁吸组件（5）位于插芯（1）和套管（4）之间并与主控单元电连接，主控单元上还连接有微型光功率检测单元，主控单元通过微型光功率检测单元采集的数据配合可控磁吸组件（5），动态调整电磁铁的输出电流大小和方向，以此改变可控磁吸组件（5）总吸附力，实现插座与插头对接时自动径向对中、轴向自适应锁紧。

2.根据权利要求1所述的磁吸式智能光纤连接器，其特征在于，所述可控磁吸组件（5）包括永磁体（51）、电磁铁（52）与霍尔传感器（53），永磁体（51）与电磁铁（52）沿轴向堆叠布置，主控单元分别与霍尔传感器（53）、电磁铁（52）电性相连，主控单元依据霍尔传感器（53）采集的磁场信号调节电磁铁（52）输出电流。

3.根据权利要求2所述的磁吸式智能光纤连接器，其特征在于，所述霍尔传感器（53）设置在外壳（3）开设的感应槽内，霍尔传感器（53）实时检测磁场信号并向主控单元输出霍尔电压信号，主控单元基于霍尔电压信号闭环调节电磁铁（52）输出电流。

4.根据权利要求3所述的磁吸式智能光纤连接器，其特征在于，所述永磁体（51）、电磁铁（52）和霍尔传感器（53）集成设置于外壳（3）上，永磁体（51）提供基础磁力，主控单元通过改变电磁铁（52）的电流大小和/或电流方向，使电磁铁（52）叠加/抵消永磁体（51）的基础磁力，以此调节可控磁吸组件（5）的总吸附力。

5.根据权利要求2~4任一项所述的磁吸式智能光纤连接器，其特征在于，所述电磁铁（52）为环形结构并环绕设于插芯（1）外侧。

6.根据权利要求5所述的磁吸式智能光纤连接器，其特征在于，所述套管（4）上设有与电回路配合的通孔（41）。

7.根据权利要求6所述的磁吸式智能光纤连接器，其特征在于，所述通孔（41）内设有绝缘隔断（42），绝缘隔断（42）将通孔（41）分隔形成供电回路腔与信号回路腔。

8.根据权利要求2~4、6、7任一项所述的磁吸式智能光纤连接器，其特征在于，所述微型光功率检测单元采集光纤（2）传输光功率并计算插头与插座中光纤（2）对接产生的光损耗，主控单元接收微型光功率检测单元输出的光损耗数据，并根据光损耗数值动态调整电磁铁（52）输出电流。

9.根据权利要求8所述的磁吸式智能光纤连接器，其特征在于，所述微型光功率检测单元采集发射端参考光功率pin与接收端透射光功率pout并计算光纤插损il=10×log10（pin/pout）；

10.一种根据权利要求1~9任一所述磁吸式智能光纤连接器的控制方法，其特征在于，应用于插头、插座的插接配合，包括以下步骤：