Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство РФ по связи и информатизации

Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Кафедра "ЛСиИТС"

Реферат

на тему: Методы юстировки современных сварочных аппаратов

Выполнил:

студент группы ИКТп-22

Фильчев В.А.

Проверила:

Никулина Т.Г.

Самара 2015

Введение

Аппараты для сварки оптических волокон - это высокотехнологичные устройства, задача которых заключается в автоматизации комплекса работ -- от совмещения торцов волокна до защиты соединения. Сварочные аппараты для оптики прошли длинный путь от устройства с оптическим микроскопом, ручной юстировкой волокон, позволявшего сращивать волокна с большими потерями, до полностью автоматизированных аппаратов с практически нулевыми (0,01-0,02 дБ) потерями и малым отражением от сварного соединения (<-60 дБ).

Современный аппарат для сварки оптических волокон позволяет сращивать волокна всех известных типов:

· одномодовые (G.652 (G.652D), G.657 (G.657A));

· многомодовые (G.651);

· со смещенной областью дисперсии (G.653);

· со смещенной ненулевой дисперсией (G.655).

Сварочные аппараты оснащены цветным ЖК-дисплеем, который позволяет визуально контролировать все этапы сварки оптических волокон. Благодаря встроенным в аппарат видеокамерам оператор может наблюдать за процессом с помощью цветного экрана, и полностью контролировать процессы юстировки, стыковки и сварки оптических волокон. Применение в сварочных аппаратах видеосистемы позволяет перед началом сварки визуально контролировать результат центрирования, тип сердцевины, качество торцов и микрозагрязнения свариваемых оптических волокон, а по окончании сварки оценить качество свариваемых соединений. Кроме того, ряд сварочных аппаратов представляет в цифровом виде значение угла скола и сдвиге осей оболочек (сердцевины) волокон до и после сварки, а также расчетное значение потерь в месте сварки. Устройство имеет понятное и удобное меню. Такие аппараты для сварки оптоволокна содержат программы управления сварочным процессом как для основных типов выпускаемых ОВ, так и для оптических волокон специальных типов, а также предусматривают возможность установить дополнительно собственную индивидуальную программу сварки оптоволокна.

В автоматических сварочных аппаратах выравнивание волокон может выполняться по оболочке с их центрированием в V-образном пазу, а также по сердцевине: по профилю преломления волокна (Profile Alignment System, PAS) или максимизацией передаваемого через выравниваемые волокна сигнала (Local Injection and Detection, LID).

1. Метод центрирования в V-образном пазу

Метод центрирования в V-образном пазу (V-groove) требует высокого качества геометрии волокна для обеспечения приемлемых характеристик сварного соединения (Рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 Влияние геометрии волокна на качество сварки методом V-groove: а) при разбросе значений диаметров оболочки волокна; б) при отклонении концентричности сердцевина/оболочка от нормы; в) при неоднородностях оболочки

Три геометрические характеристики волокна влияют на качество сварки методом V-groove:

* разброс значений диаметров оболочки волокна (cladding diameter distribution);

* концентричность сердцевина/оболочка (core/clad concentricity);

* неоднородности оболочки волокна (fiber curl) -- утолщения или полости.

Приемлемым для метода V-groove является значение диаметра оболочки 125,0 ±1,0 мкм, хотя это и более строгое требование, чем установленное Bellcore TR-20 в 1994 году.

Такое же отклонение в 1,0 мкм допустимо для концентричности сердцевина/оболочка, хотя и обсуждается вопрос уменьшить это значение до 0,8 мкм.

Неоднородность оболочки обычно проявляется реже и только на определенных участках волокна. Влияние этого фактора меньше, чем двух предыдущих, для волокон ведущих фирм-производителей.

Необходимо отметить, что влияние отклонения от идеальной геометрии волокна по трем перечисленным характеристикам практически не ухудшает качества сварки при использовании процедуры автоматического центрирования, поскольку центрирование контролируется положением сердцевин волокон.

После сварки оголенное волокно должно быть механически защищено, для чего чаще всего используют термоусаживающиеся защитные гильзы (также широко используется термин КДЗС - комплект для защиты стыка). Термоусадка этих гильз происходит в предназначенной для этой цели специальной печи, которая обычно является одним из узлов сварочного аппарата.

Сварка создает неразрывное соединение и поэтому обеспечивает наилучшие характеристики по вносимым и обратным потерям по сравнению с разъемным соединением или механическим сплайсом. Как правило, сварка используется в местах соединения участков оптических кабелей при их пролегании вне зданий и в местах оконцевания кабелей внутри зданий. При наружном соединении места сварки защищаются герметичными муфтами. Если же сварные соединения выполнены внутри здания, они помещаются в специальные сплайс боксы. Не всегда решение выбора сварки или разъемного соединения бывает простым. В неоднозначных ситуациях следует учитывать преимущества и недостатки каждого типа соединения (Таблица 1.1) наряду с общими требованиями по эксплуатации волоконно-оптической кабельной системы в целом.

Таблица 1.1 Сравнение разъемного соединения и сварки

метод юстировка сварочный аппарат

Каждая из характеристик положительно проявляется в определенных приложениях. Например, лучшей защитой для проходного соединения кабелей, проложенных в грунте, будет сварка. В то же время, при построении локальной сети разъемное соединение для подключения сетевых узлов будет более гибким и даст возможность перемещать сетевое оборудование в пределах здания.

Преимущество малых вносимых потерь у сварного соединения особенно сильно проявляется при построении протяженных оптических магистралей с расстоянием между ретрансляторами в несколько десятков километров. На подобных участках может располагаться до нескольких десятков сегментов строительных длин одномодового ВОК.

Получение сварных соединений высокого качества упрощается благодаря постоянному совершенствованию сварочных аппаратов, процедур и практики сварки. Кроме этого, непрерывно улучшается контроль за геометрией в процессе производства волокна и его качество.

В результате на сегодняшний день характерные значения вносимых потерь находятся в диапазоне от 0,05 до 0,1 дБ как для одномодового, так и для многомодового волокна.

Одноволоконная дуговая сварка - один из наиболее распространенных методов сварки, предполагающий сварку одной пары волокон. Одноволоконная дуговая сварка допускает использование метода автоматического центрирования, так метода V-groove.

Многоволоконная дуговая сварка - менее распространенный, хотя и стремительно набирающий силу метод создания неразрывного соединения, предполагающий одновременно сварку сразу нескольких пар волокон (от 4 до 12 пар). Сварочные аппараты, использущие многоволоконную сварку, предназначены для сращивания ленточных волокон и могут также использовать любой из методов центрирования волокна. Аппараты с автоматическим центрированием (автоматы) более дорогие, чем аппараты, использующие метод V-groove. Совершенствование качества производимого волокна способствует росту спроса на сварочные препараты, использующие многоволоконную сварку с методом центрирования V-groove. Основная область применения таких аппаратов - сварка ленточных ВОК и ВОК с большим количеством волокон (36, 72, 144).

2. Система PAS (Profile Alignment System)

В большинстве аппаратов применяется система выравнивания волокон по изображению в параллельном пучке света PAS-система (Profile Alignment System). При таком методе юстировки волокна освещаются сбоку параллельным пучком света так, что из-за разницы показателей преломления оболочка и сердцевина фокусируют свет, действуя как цилиндрические линзы. При этом формируется изображение, на котором видны границы сердцевины и оболочки волокна, что позволяет определить эксцентриситет в каждом из волокон. Анализ изображения линии, выполняемый с помощью телекамеры и встроенного контроллера сварочного аппарата, позволяет осуществить юстировку световодов. Одновременно контроллер системы управления аппарата оценивает качество скола торцевой поверхности волокон и в случае выявления каких-либо дефектов прекращает процесс сварки. Она используется и для грубой юстировки, и для тонкой подстройки волокон.

Рисунок 2.1. Схема центрирования по внешнему излучению (PAS метод)

Для быстрого перехода от одного режима сварки к другому во всех автоматических сварочных аппаратах встроены программы сварки стандартных оптических волокон. Для задания иного режима предусмотрено запоминание установленных параметров, которые затем доступны при сварке аналогичных волокон, что естественно ускоряет проведение сварочных работ.

В современных сварочных аппаратах управление процессом сварки производится с учетом контролируемых параметров внешней среды (влажность, температура, атмосферное давление и др.).

3. Система LID (Light injection and Detection)

LID-система (Local Injection and Detection). Принцип работы: оптический сигнал вводится через оболочку (за счет изгиба оптоволокна) одного из сращиваемых ОВ, а принимается - через оболочку другого сращиваемого ОВ. Затем происходит обработка оптического сигнала микропроцессором с последующей отработкой сигналов управления микропроцессора с помощью исполнительных устройств.

Для ввода и вывода сигналов используются изгибные ответвители. Недостаток такого подхода состоит в том, что метод LID допускает работу не со всеми типами одномодовых световодов, не позволяя применять автоматику к волокнам в буферном покрытии 0,9 мм, а использование изгибного ответвителя увеличивает риск возникновения скрытых дефектов в световоде. Однако этот метод позволяет решить проблему, связанную с тем, что силы поверхностного натяжения стремятся совместить оси оболочек, и, следовательно, развести (при наличии в волокнах эксцентриситета) оси сердцевины волокон. Как результат -- дополнительные потери на шве. Поэтому при данном методе предусмотрена коррекция эксцентриситета. Оси волокон предварительно разводятся на такое расстояние, на которое согласно компьютерному расчету надо развести оси сердцевины волокон так, чтобы силы поверхностного натяжения совместили их при сварке.

Рисунок 3.1 Схема центрирования по методу LID.

Размещено на Allbest.ru