Лабораторная работа 3
Исследование основных функций сварочных аппаратов
-
Цель работы:
Изучить основные функции сварочных аппаратов FSM-50 (автомат), FSM-05 (полуавтомат), КСС-121 (полуавтомат/ручной);
Освоить технологию пайки оптического волокна на сварочных аппаратах FSM-50 (автомат), FSM-05 (полуавтомат), КСС-121 (полуавтомат/ ручной).
-
Порядок выполнения работы.
Подготовить рабочее место для проведения практического занятия (приборы, инструменты и материалы);
-
Совместно с лаборантом произвести пробную сварку на сварочном аппарате FSM-05(50) с контролем качества сварки (тест на разрыв и затухание на стыке с помощью ОТ):
Разделать оптические кабели, зачистить жилы, на волокна одного из кабелей надеть специальные термоусаживаемые гильзы (КДЗС);
С кончика волоконно-оптической жилы снять защитное покрытие;
Произвести скалывание, применяя инструмент - скалыватель. Сколотая поверхность должна быть идеально под углом 90 градусов к продольной оси волокна;
Уложить волокна в зажимы сварочного аппарата;
Произвести их юстировку;
Произвести непосредственный процесс сварки;
Произвести проверку соединения «на разрыв» и проверку на затухание сигнала в сварном соединении;
Сдвинуть КДЗС на место сварки и поместить в тепловую камеру, где происходит термоусадка муфты.
Самостоятельно произвести сварку на сварочном аппарате КСС-121 с контролем качества сварки (тест на разрыв и затухание на стыке с помощью ОТ) – пункты 5.2.1 ÷ 5.2.8
Краткие теоретические сведения
Сварка оптоволокна
Сварка оптоволокна (Сварка оптики, сварка волоконно-оптического кабеля, сварка ВОЛС) — процесс соединения оптических волокон (жил оптического кабеля) с помощью высокотемпературной термической обработки.
Сварочные аппараты:
Сварка оптоволокна производится с использованием специальных сварочных аппаратов, которые позволяют провести весь комплекс сварочных работ: от сплавления волокна до защиты соединения.
Сварочные аппараты, как правило, состоят из следующих элементов:
Микроскоп или камера + дисплей - применяются для точного позиционирования волокон относительно друг друга.
Сварочная камера — объединяет в себе зажимы для волокон, манипуляторы (для перемещения их под микроскопом), сварочную дугу.
Тепловая камера — необходима для термоусадки защитной муфты на сваренный участок.
Технология:
Для начала оптические кабели «разделываются» и жилы зачищаются, на волокна одного из кабелей надеваются специальные термоусаживаемые гильзы.
С кончика волоконно-оптической жилы снимается защитное покрытие.
Зачищенный кончик жилы скалывается специальным скалывателем (кливером) для лучшей сварки.
Волокна, предназначенные для сварки, укладываются в зажимы сварочного аппарата.
Под микроскопом с помощью манипуляторов происходит их совмещение (юстировка).
Осуществляется непосредственный процесс сварки, при котором электродуга разогревает до большой температуры концы волокон с микрозазором между ними, и спустя мгновение торцы волокон совмещаются микродоводкой держателя одного из волокон. Происходит сплавление разогретых торцов волокон.
Аппарат осуществляет проверку соединения «на разрыв», (попытка разрыва соединения средствами механической деформации) и на затухание сигнала в сварном соединении.
Муфта (армированый термоусадочный кембрик, на жаргоне гильза) сдвигается на место сварки и этот участок помещается в тепловую камеру (печку), где происходит термоусадка (сужение) муфты.
Сваренные волокна аккуратно укладываются в сплайс-пластину(кассету).
FSM-50S
Сварочный аппарат FSM-50S разработан для сварки различных типов оптических волокон. В FSM-50S используется юстировка свариваемых волокон по профилю показателя преломления (PAS-Profile Alignment System). Сварочный аппарат имеет малый вес, компактен, легко в управление и обеспечивает быструю качественную сварку оптических волокон. Данные свойства FSM-50S позволяют использовать его в различных условиях.
Рисунок 1 - Сварочный аппарат FSM-50S
Режим сварки:
В сварочном аппарате FSM-50S самым быстрым режимом сварки является режим [SM], который обеспечивает сварку за 9 секунд. Однако, режим [SM] позволяет сваривать только стандартные одномодовые волокна и не может обеспечить низкие потери на соединении при сварке других типов волокон. Если допустимо увеличение времени сварки, то компания рекомендует использовать режим [AUTO] исходя из следующих причин:
В режиме [AUTO] сварочный аппарат анализирует профиль показателя преломления и определяет тип свариваемых волокон. Далее, устанавливаются оптимальные для данного типа волокон условия фокусировки и параметры электрического разряда. Затем производится сварка. Режим [AUTO] обеспечивает сварку всех распространенных типов волокон. Режим [AUTO] рекомендуется использовать также в случае, когда тип свариваемых волокон неизвестен.
В режиме [AUTO] включена функция автоматической калибровки дуги, которая отслеживает и оптимизирует нагрев волокна электрическим разрядом.
Спецификация
Сварка
Время сварки
|
9 сек (для SM волокна)
|
Типы свариваемых волокон
|
Одномодовые (SM, ITU-T G.652)
Многомодовые (MM, ITU-T G.651)
Со смещенной областью дисперсии (DS, ITU-T G.653)
Со смещенной ненулевой дисперсией (NZDS, ITU-TG.655)
Со смещенной длиной волны отсечки (CS, ITU-T G.654)
Волокно, легированное эрбием.
|
Длина свариваемого волокна
|
80 ~ 150 мкм
|
Диаметр покрытия свариваемого волокна
|
100 ~ 1000 мкм
|
Длина зачищаемых волокон
|
8 ~ 16 мм – для внешнего покрытия не более 250 мкм;
16 мм – для внешнего покрытия 250 ~ 1000 мкм;
8 ~ 16 мм – для внешнего покрытия 250 ~ 1000 мкм (при
наличии дополнительной ограничительной пластины).
|
Типичные потери при сварке
|
0,05 дБ (SM)
0,01 дБ (ММ)
0,04 дБ (NZDS)
|
Функция внесения потерь в месте cварки
|
Да, для создания в линии фиксированного аттенюатора:
начиная с 0,1 дБ с шагом 0,1 дБ
|
Оценка потерь сварки
|
Да (оценка соостности сердцевины и угловое смещение)
|
Коэффициент отражения от cварного соединения
|
≤60 дБ
|
Программы сварки
|
40 настраиваемых
60 заводских
|
Внутренняя память
|
до 2000 результатов и параметров сварки
|
Дополнительные возможности
Проверка механической прочности места сварки
|
Растягивающее усилие 200 г
Дополнительный тест 450 г
|
Внешние интерфейсы
|
USB 1.1
1 композит видео (RCA)
|
Экран
Тип
|
ЖК
|
Диагональ
|
5.6"
|
Цветной
|
Да
|
Просмотр места сварки
|
Да, (2 CMOS камеры)
|
Режимы просмотра
|
Раздельный по осям X и Y
Одновременный по осям X и Y
|
Увеличение при просмотре
|
295 крат – при раздельном просмотре
147 крат – при одновременном просмотре
|
Питание от сети переменного тока
Напряжение на входе
|
100/240 В
|
Батарея
Ресурс батареи
|
80 сварок (батарея BTR-06(S))
160 сварок (батарея BTR-06(L))
|
Размеры и масса
Ширина
|
150 мм
|
Глубина
|
150 мм
|
Высота
|
150 мм
|
Масса
|
2.3 кг
|
Рабочие условия
Температура
|
-10 ~ +50 °C
|
Высота над уровнем моря
|
3500 м
|
Условия хранения
FSM-05SVHII
Портативный сварочный аппарат FSM-05SVHII предназначен для быстрого и качественного соединения оптических волокон. FSM-05SVHII разработан для монтажа локальных волоконно-оптических сетей, он также удобен для оперативного ремонта оптических коммуникаций. Аппарат предельно прост в эксплуатации, имеет автономное питание, устойчив к вибрациям и ударам. FSM-05SVHII поставляется с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации на русском языке.
Рисунок 2 - Сварочный аппарат FSM-50S
Основные характеристики:
Выравнивание волокон с помощью V-образной канавки, автоматическое сведение волокон при сварке
Средние потери при сварке волокна:
- многомодовое - 0.05 дБ
- одномодовое - 0.12 дБ
Контроль свариваемых волокон на экране проекционного микроскопа
Тест на разрыв сварного соединения волокна
Вес менее 2 кг
Таблица 1 - Спецификация
Диаметр защитной оболочки волокна
|
250 или 900 мкм
|
Средние потери от сварного соединения
|
0.12 дБ для SM волокна
0.05 дБ для GI волокна
|
Коэффициент отражения сварного соединения
|
не более -60 дБ
|
Длина зачищаемых волокон
|
10 мм для каждого волокна
|
Метод просмотра места сварки
|
На экране проекционного микроскопа
|
Направление просмотра места сварки
|
Вертикальное
|
Проверка механической прочности места сварки
|
Растягивающее усилие 200 гр, дополнительный тест 450 гр
(Просьба определять тип теста при заказе)
|
Используемые термоусаживаемые трубки (КДЗС)
|
Обычная термоусаживаемая трубка длиной 60 мм или 40 мм с дополнительным адаптером SPA-40
|
Электропитание
|
От сети постоянного тока (10-15В) или от встроенной аккумуляторной батареи
|
Размеры
|
205х165х165 мм
|
Вес
|
1.9 кг
|
КСС-121
Рисунок 3 - Сварочный аппарат КСС-121
-
Контрольные вопросы
Основные параметры сварочных аппаратов, в чем их принципиальное отличие?
Объяснить принцип работы сварочного аппарата?
-
Содержание отчета
Цель работы
Краткие теоретические сведенья
Результаты выполнения практической части
Вывод по результатам работы
|