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光纤筛选测试优化方案

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:图9.3.2光纤筛选试验中应力σ与时间t的关系筛选试验中所施加的应力应始终超过规定的筛选应力σp,以保证光纤有一个最低强度。图9.3.3中,制动轮筛选试验机的制动轮和驱动轮之间产生速度差,从而在光纤上产生要求的筛选张力。图9.3.3光纤筛选装置受力部位示意图涂覆单模光纤机械强度筛选试验分级要求可参考表9.3.1的规定。表9.3.1单模光纤张力筛选分级注:上述两种表示方式是等效的

光纤筛选测试优化方案

为了保证一个最低的光纤强度,筛选试验是最好的方法。筛选试验的目的就是将整个光纤制造长度上的强度低于或等于断裂应力的点去除,保证幸存光纤的机械可靠性。筛选试验方法为纵向张力法。

纵向张力试验法测量原理是通过施加张力荷载至涂覆后的整根连续长度光纤上。

试验结果既可用应力σ表示,也可用应变ε表示。如在光纤上施加张力T,光纤的应力为:

式中,2α为玻璃光纤的直径(125μm),F是涂覆层承受的张力份额。F的大小由下式给出:

式中:n——涂覆层层数;

Ei——第i个涂覆层的模量;

Ai——第i个涂覆层的标称横截面积;

Eg——玻璃光纤的弹性模量

α——玻璃光纤的半径。

用规定的筛选应力σp来控制幸存段光纤,筛选试验中施加应力的大小σα,如图9.3.2所示。在放纤和收纤区,光纤上维持一低应力值(典型值应不超过筛选应力的10%)。在加载区,光纤应力由低应力倾斜上升至筛选应力加载时间为t1。筛选期间,施加的筛选应力σα值应大于规定的筛选应力σp,筛选时间为td。卸载区,光纤应力从施加应力倾斜地降至小的应力值,卸载时间为tu。筛选试险施加抗张负荷的时间要尽可能地短,但是又要有足够的筛选时间来保证光纤经受住筛选应力,一般规定普通光纤的筛选时间为1秒。

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图9.3.2 光纤筛选试验中应力σ与时间t的关系

筛选试验中所施加的应力应始终超过规定的筛选应力σp,以保证光纤有一个最低强度。不过,光纤的这个最低强度实际上是不可靠的,因为在卸掉筛选试验应力期间的动态疲劳降低了最低强度,这将涉及一个实验上很难确定的裂纹生长参数,正是在卸掉筛选应力期间的次临界裂纹生长降低了这个最低强度。

光纤筛选装置主要有两种类型:制动轮筛选试验机和固定重量筛选试验机,它们的结构原理分别如图9.3.3(a)和(b)所示。

图9.3.3(a)中,制动轮筛选试验机的制动轮和驱动轮之间产生速度差,从而在光纤上产生要求的筛选张力。制动轮和驱动轮上的皮带用于防止光纤打滑。

图9.3.3(b)中固定重量筛选试验机的放线轮和收线轮彼此同步,其上的压紧皮带被用来防止光纤滑动。固定重物被安装到一个固定重物轮的轴上来向光纤提供筛选应力。当需要增加光纤在筛选试验区的长度时,可利用附加的惰轮来实现。

筛选试验后,光纤如断裂证明光纤受到破坏。检验光纤断裂的方法包括目视检查和OTDR测量。将断裂区去除后,经受住筛选的光纤长度被认为通过了筛选试验。

图9.3.3 光纤筛选装置受力部位示意图

涂覆单模光纤机械强度筛选试验分级要求可参考表9.3.1的规定。

表9.3.1 单模光纤张力筛选分级

注:上述两种表示方式是等效的

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