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光纤熔接机的原理|分类|使用方法

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光纤熔接机是实现光纤低损耗接续的必备工具,是光学、机械、电气、计算机等技术相结合的高精密设备。光纤熔接机使用状态完全决定了光纤连接的光学特性及可靠性。随着以光纤陀螺为代表的光纤传感器在武器、卫星、飞船、运载火箭等领域的迅速发展应用,光纤熔接机的应用也从光纤通信行业扩展到了光纤传感行业。

光纤熔接机
光纤熔接技术
光纤熔接技术

  光纤接头处的熔接损耗则与光纤的本身及光纤熔接有关。努力降低光纤接头处的熔接损耗,则可增大光纤中继放大传输距离和提高光纤链路的衰减裕量。影响光纤熔接损耗的主要...[查看全部]

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光纤熔接机的原理|结构
光纤熔接机的原理|结构

  光纤熔接机用于光通信中光缆的施工和维护,光纤熔接机的熔接原理比较简单,首先光纤熔接机要正确地找到光纤的纤芯并将它准确地对准,然后通过电极间的高压放电电弧将光纤熔化再推进熔接。

光纤熔接机的工作原理

  当平行光从侧面照射到光纤上时,由于光纤产生折射,可以观察到纤芯和包层以及包层和空气之间的明暗图像,移动显微镜可以观察到光纤的水平及垂直画面。通过物镜被聚焦到电荷耦合器上,得到模拟视频信号,再通过模/数转换电路,变为数字信号。通过光纤熔接机内的微处理器对图像进行处理和识别,从而可以直观显示纤芯和包层的对准情况。电极预放电清洁光纤端面,电极放电使对接光纤的端面熔化,利用石英分子问的作用力使光纤连接起来。

  光纤熔接机进行熔接,主要遵循三个原理:熔接的基本原理,对准原理(PAS制),估算损耗原理。

  1、熔接的基本原理

  光纤熔接机的熔接原理比较简单,首先光纤熔接机要正确地找到光纤的纤芯并将它准确地对准,然后通过电极间的高压放电电弧将光纤熔化再推进熔接。

  2、对准原理(PAS制)

  大圆为光纤包层,小圆为光纤纤芯;光纤包层焦点和纤芯的焦点所连成的直线为物镜的焦距所在位置。

  3、估算损耗原理

  光纤熔接机的熔接损耗的估算是根据纤芯接头的错位、变形、是否有气泡等因素计算出来的。而真正的损耗不是要通过光源、光功率计或OTDR等专用光表测量。

光纤熔接机的结构

  光纤熔接机利用电弧放电产生2000℃以上的高温,使两根光纤熔合为一根光纤,做光纤熔接工程一定要配置一台高性能的光纤熔接机。但光纤熔接机的结构由以下几个部分组成。

  光纤熔接机的显示屏:

  光纤熔接机采用红外光源和显示屏来观察整个的光纤熔接过程,光纤的放大倍数可达200-300倍。过去的国内很多品牌机型以改变焦距来分别观察光纤的X、Y方向,熔接速度非常慢。现在的光纤熔接机一般采用的是纤芯直视法(PAS)监控对准,液晶显示器可同时显

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光纤熔接机的分类
光纤熔接机的分类

  光纤熔接机就是将切割好的两端光纤,按标准参数熔合连接,使光在线路正常传输信号。主要用于工程中用到光纤传输信号的地方,因为光纤的接出和接入,都必须涉及到光纤的无缝连接。光纤熔接机是光纤同定接续的主要工具。除加热方式外,熔接机可以有多种分类方法。

光纤熔接机按同时熔接光纤的数目分类

  按同时熔接的光纤数目分类,光纤熔接机可以分为单纤熔接机,即一次完成一根光纤的熔接;多纤熔接机,即一次完成一个光纤带的熔接。

光纤熔接机按熔接光纤的模式分类

  光纤熔接机按熔接光纤的模式可分为单模熔接机和多模熔接机。多模熔接机是利用固定槽,由光纤自身的张力落于槽内实现自动校正轴向偏差。在垂直方向不用微调定位器。通常多模熔接机不能用于单模光纤的熔接,因为单模光纤的纤芯很细,靠光纤外径自校对准精度不能满足要求。

光纤熔接机按技术发展水平分类

  1、diyi代光纤熔接机

  diyi代光纤熔接机的特点是光纤对准、熔接和连接损耗的测量都由人工进行,一般采用远程功率监视,即在光纤始端送入光功率,远端用光功率计监视,监视结果再通过铜线传送到接头点,操作人员根据指示器上的信号大小判断光纤是否已经对准。

  2、第二代光纤熔接机

  第二代光纤熔接机相对于diyi代光纤熔接机的改进是:将远程功率监视改进为本地功率监视,即通过监视装臵将光纤弯曲成直径为φ6~8mm的小弯,由光注入系统注入一侧的光纤,另一侧光纤由光检测系统将光纤弯曲处辐射出来的微弱光信号检测放大,并由驱动电流控制x、y、z轴调节器,自动或人工使光纤对准,并可估计连接损耗的大致范围。

  近年来,这代光纤熔接机也有了新的改进,其光纤曲绕半径增大且较为灵敏,使用微处理器,利用x、y、z轴压电定位器,通过光纤端部进行扩展螺旋式寻找,直至检测出来自注入光侧光纤的信号,通过自动控制电路驱动伺服电机自动调整光纤位臵,得到信号Zda化后,自动馈送信号实现熔接,并可估算连接损耗

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光纤熔接机的使用方法
光纤熔接机的使用方法

  光纤熔接机是光纤接续中Z常用的机具,是光缆线路建设、维护必不可少的工具之一。正确掌握熔接机的操作方法是保证光纤接续质量的前提。

光纤熔接机操作规程

  常见的光纤熔接机的操作规程一般都基本相同:

  1、开剥光缆,并将光缆固定到盘纤架上:

  常见的光缆有层绞式、骨架式和ZX束管式光缆,不同的光缆要采取不同的开剥方法,剥好后要将光缆固定到盘纤架。

  2、将剥开后的光纤分别穿过热缩管:

  不同束管、不同颜色的光纤要分开,分别穿过热缩管。

  3、打开光纤熔接机电源,选择合适的熔接方式:

  光纤常见类型规格有:SM色散非位移单模光纤(ITU-TG.652)、MM多模光纤(ITU-TG.651)、DS色散位移单模光纤(ITU-TG.653)、NZ非零色散位移光纤(ITU-TG.655),BI耐弯光纤(ITU-TG.657)等,要根据不同的光纤类型来选择合适的熔接方式,而Zxin的光纤熔接机有自动识别光纤的功能,可自动识别各种类型的光纤。

  4、制备光纤端面:

  光纤端面制作的好坏将直接影响熔接质量,所以在熔接前必须制备合格的端面。用专用的剥线工具剥去涂覆层,再用沾用酒精的清洁麻布或棉花在裸纤上擦试几次,使用精密光纤切割刀切割光纤,对0.25mm(外涂层)光纤,切割长度为8mm-16mm,对0.9mm(外涂层)光纤,切割长度只能是16mm。

  5、放置光纤:

  将光纤放在熔接机的V型槽中,小心压上光纤压板和光纤夹具,要根据光纤切割长度设置光纤在压板中的位置,并正确地放入防风罩中。

  6、接续光纤:

  按下接续键后,光纤相向移动,移动过程中,产生一个短的放电清洁光纤表面,当光纤端面之间的间隙合适后光纤熔接机停止相向移动,设定初始间隙,光纤熔接机测量,并显示切割角度。在初始间隙设定完成后,开始执行纤芯或包层对准,然后光纤熔接机减小间隙(Z后的间隙设定),高压放电产生的电弧将左边光纤熔到右边光

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光纤熔接机的维护保养
光纤熔接机的维护保养

  光纤熔接机光成像通道上的灰尘或不洁,会使光纤熔接机误判纤芯的位置,从而降低接续质量,所以要把对光纤熔接机的日常维护ZD放在对熔接机的清洁上。光纤熔接机的清洁包括V形槽清洁、镜头清洁、反光镜清洁等。

光纤熔接机V形槽清洁

  ①用沾有酒精的酒精棉擦拭V形槽;

  ②室外熔接过程中V形槽底部会有微小的灰尘,用一清洁过且割好的光纤末端擦V形槽底部。

光纤熔接机镜头清洁

  ①移开电极盖;

  ②松开紧固电极的两个螺丝,向后退出阳极电极,露出镜头;

  ③先用气囊吹去看得见的大污点或脏物;

  ④用一头沾有酒精的棉棒擦拭镜头,用棉棒干的一头擦去酒精残留物;

  ⑤把阳极电极沿电极基座V形槽推回到原位,紧推电极后座,并轻轻拧紧两个螺丝;

  ⑥装上电极盖;

  ⑦安装过电极棒后一定要检验,待清洁完毕后通电,按几次“ARC”键查看电弧。

光纤熔接机反光镜清洁

  光纤熔接机一般装有升/降反光镜和防风罩反光镜。

  ①用气囊吹去看得见的大污点或脏物;

  ②用一头沾有酒精的棉棒擦拭反光镜,用棉棒干的一头擦去残余酒精。

  光纤熔接机以上部件清洁前,必须先开电源,打开防风罩,使升/降反光镜处于升的位置,然后关电源,再进行清洁工作。使用的酒精纯度应在95%以上,不能用其他化学溶剂。

  另外还要对光纤熔接机的光纤夹具、光纤外涂层压板、切割刀、剥纤钳等部件进行清理。待所有清洁工作完毕,可以让光纤熔接机来进行灰尘检查。步骤是:进入维护菜单的“灰尘检查”,光纤熔接机自动开始灰尘检查过程,利用图像处理系统,光纤熔接机检查并计量灰尘和污物。在检查期间,屏幕上出现一个“等待”信息,若灰尘的大小和数量是可接受的,显示“正常”;若不能接受,则显示“异常”。按“MUNU”键退出灰尘检查功能。

光纤熔接机电极的更换

  日常维护的另一工作是对易损零件的更换,光纤熔接机备有一对电极和一个升/降反光镜。

  光纤熔接机每一次放电,电极都有轻微的耗损,

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光纤熔接机故障排除
光纤熔接机故障排除

  光纤熔接机主要用于光通信中,光缆的施工和维护。主要是靠放出电弧将两头光纤熔化,同时运用准直原理平缓推进,以实现光纤模场的耦合。

  光纤熔接机故障1

  故障现象:开启光纤熔接机,屏幕无亮光,防风罩内照明灯也不亮(机器无反应)。

  故障原因:①电源插座没插好或电源变换器坏;②电源开关接触不良;③电源保险丝断开;④机器内部发生短路或故障;⑤使用电池电压不足或极性接反。

  解决方法:检查光纤熔接机电源保险丝是否断开,若断开则换保险丝(光纤熔接机为8A,电源变换器为3A),确认电源输出电压约12-13V。检查电池极性是否接反,然后重新开机。仍然没有解决问题的,返回厂家修理。

  光纤熔接机故障2

  故障现象:光纤熔接机开机后,每次都显示“系统复位”,但复位不能停止。

  故障原因:①光纤熔接机光电开关有问题或凸轮轴上感应柱掉了;②电机或电机驱动有问题。

  解决方法:松开机头盖板上的两颗内六角螺栓,拿开机头盖板。感应柱掉了的,重新插在凸轮轴侧边的孔里,用502胶粘牢。如果是大压板带动光电开关挡片,用镊子夹住挡片,轻轻扳动再试验是否复位停止。如果是用行程开关控制复位的,清除开关里的脏物。仍不能解决问题的返回厂家修理。

  光纤熔接机故障3

  故障现象:安放光纤后,按光纤熔接机“自动”键设置间隙时,画面转换后看不见光纤图像且屏幕变暗,Z后显示“重装光纤”。

  故障原因:①防风罩没有压到位或弹簧片没有良好接触;②防风罩上的灯不亮或下方导电柱连线脱落;③相对应的CCD坏了或脱落(摄像头本身快门有问题)。

  解决方法:用镊子夹住防风罩内部后端的两片接触弹簧片,然后稍微抬起,使它接触良好。仍然不能解决问题的返回厂家修理。

  光纤熔接机故障4

  故障现象:光纤熔接机总是一会儿显示光纤左端面不良,一会儿显示光纤右端面不良。

  故障原因:①菜单中“端面设置”值较小;②显微镜镜头和两照明灯或棱镜上有灰和暗斑

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光纤熔接机的参数|选购
光纤熔接机的参数|选购

  一台适合自己使用合适趁手的光纤熔接机,是工作中Z好的工作伙伴。面对市面上众多的熔接机品牌,怎么选择往往会令人十分的头疼,那我们如何选择一台Z为适合自己的熔接机呢?

光纤熔接机的参数

  1、适用光纤芯数:一般为单芯,市面上绝大多数光纤熔接机都是单芯熔接机,也就是只能熔接一根光纤;另一种为带状光纤熔接机,此类熔接机能同时熔接多条光纤,带状光纤熔接机一次Z多可同时熔12芯。

  2、熔接时间:熔接时间是指将光纤放入光纤熔接机后,光纤熔接机进行推进对准,放电熔接,此过程的时间;熔接时间越短越好。

  3、加热时间:光纤熔接完成后需要用热缩管保护,热缩管套住熔接点后需要加热热缩管,这个时间也是越短越好;目前熔接机在20秒左右。天气冷的情况下,加热时间长,熔接机熔接芯数就少了,这一点在冬天不要奇怪。

  4、熔接损耗:大家都知道光纤用于光信号传播,熔接点熔接后信号会有损耗,光纤熔接机好不好Z主要就是看熔接后这个损耗值,越小越好;目前市面上熔接机熔接损耗都是在0.02dB左右。

  5、电池供电:电池容量越大,充一次电用的时间越长,就好比手机的电池容量一个意思。

  6、操作环境:比如海拔,温度等;如何是在特殊地区比如很冷的地方,因为光纤熔接机是要放电的,所以要考虑到温度,海拔;支持的范围越大,机器越好。

  7、机器寿命:如果是熔接机寿命的话,正常熔接的情况下,国产熔接机能用3年,进口的能用五年,一天平均熔接150左右,一年平均200个工作日,一台熔接机估计能熔到8万-12万芯。平时注意半年做一些保养。

  8、光纤放大倍数:这个参数可以作为一个光纤熔接机功能的参考依据,放大倍数越大,光纤熔接机有可能就对得更准,损耗就会更低。

光纤熔接机的选购指南

  1、熔接光纤的类型

  光纤熔接,首先要考虑的就是光纤的类型。单芯、皮线还是尾纤,不同的光纤对应着不同的夹具类型,部分光纤熔接机的夹具只能支持单芯光纤。

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光纤熔接技术
光纤熔接技术

  光纤接头处的熔接损耗则与光纤的本身及光纤熔接有关。努力降低光纤接头处的熔接损耗,则可增大光纤中继放大传输距离和提高光纤链路的衰减裕量。

影响光纤熔接损耗的主要因素

  影响光纤熔接损耗的因素较多,大体可分为光纤本征因素和非本征因素两类。

  本征因素:

  光纤本征因素是指光纤自身因素,主要有四点:①光纤模场直径不一致;②两根光纤芯径失配;③纤芯截面不圆;④纤芯与包层同心度不佳。其中光纤模场直径不一致影响Zda,按CCITT(国际电报电话咨询委员会)建议,单模光纤的容限标准如下:模场直径:(9~10μm)±10%,即容限约±1μm;包层直径:125±3μm;模场同心度误差≤6%,包层不圆度≤2%。

  非本征因素:

  影响光纤接续损耗的非本征因素即接续技术。

  ①轴心错位:单模光纤纤芯很细,两根对接光纤轴心错位会影响接续损耗。当错位1.2μm时,接续损耗达0.5dB。

  ②轴心倾斜:当光纤断面倾斜1°时,约产生0.6dB的接续损耗,如果要求接续损耗≤0.1dB,则单模光纤的倾角应为≤0.3°。

  ③端面分离:活动连接器的连接不好,很容易产生端面分离,造成连接损耗较大。当光纤熔接机放电电压较低时,也容易产生端面分离,此情况一般在有拉力测试功能的光纤熔接机中可以发现。

  ④端面质量:光纤端面的平整度差时也会产生损耗,甚至气泡。

  ⑤接续点附近光纤物理变形:光缆在架设过程中的拉伸变形,接续盒中夹固光缆压力太大等,都会对接续损耗有影响,甚至熔接几次都不能改善。

  其他因素:

  接续人员操作水平、操作步骤、盘纤工艺水平、光纤熔接机中电极清洁程度、熔接参数设置、工作环境清洁程度等均会影响到熔接损耗的值。

降低光纤熔接损耗的措施

  一条线路上采用同一批次的优质裸纤:

  对于同一批次的光纤,其模场直径基本相同,光纤在某点断开后,两端间的模场直径可视为一致,因而在此断开点熔接可使模场直径对光纤熔接损

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