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光纤熔接技术

1.光纤熔接概述

       光纤熔接(光纤接续)是一种相当成熟的技术,已被广泛应用,但熔接的基本技术未曾改变,只是在其他方面已经取得了极大进展,变得更简单、更快速、更经济。熔接机的功能就是把两根光纤准确地对准光芯,然后把它们熔接在一起,形成一根无缝的长光纤。光纤熔接机的外观如图89所示。

      光纤熔接工作不仅需要专业的光纤熔接机,还需要熔接工具。熔接工具的工具箱如图90所示。
熔接机熔接工具的工具箱

            图79熔接机                                 图80 熔接工具的工具箱

2、光纤熔接工作的环节

       光纤熔接工作需要以下3个环节。

      1)光纤熔接前的预备工作。光纤熔接前,首先要预备好光纤熔接机、光纤熔接工具箱、熔接的光纤等必要材料。

      2)光纤熔接。将光纤放置在光纤熔接器中熔接。

      3)放置固定。通过光纤箱来固定熔接后的光纤。

3、光纤熔接机熔接光纤的具体操作

    (1)光纤熔接的准备工作

       光纤熔接的准备工作需要重点注意如下5点内容:

       1)预备好光纤熔接机、光纤熔接工具箱、熔接的光纤等必要材料。

       2)开剥光缆去皮,分离光纤。

       开剥光缆去皮,长度取Im左右,如图91所示。对开剥去皮的光缆用卫生纸将油膏擦拭干净,将光缆穿入接续盒内,固定时一定要压紧,不能有松动。

 光缆开剥

图91   光缆开剥

       对开剥的光缆去皮后,分离光纤,接着使用去保护层光纤工具将光纤内的保护套去掉。

       3)光纤护套的剥除。

       剥除光纤护套,操作时要“平、稳、快”。

       □ “平”,要求持纤要平。左手拇指和食指捏紧光纤,使之呈水平状,所露长度以5cm为准,余纤在无名指、小拇指之间自然打弯,以增加力度,防止打滑。

       □ “稳”,要求剥纤钳要握得稳,不能打颤、晃动。

       □ “快”,要求剥纤要快,剥纤钳应与光纤垂直,上方向内倾斜一定角度,然后用钳口轻轻卡住光纤右手,随之用力,顺光纤轴向平向外推出去,尽量一次剥覆彻底,如图92所示。

       观察光纤剥除部分的护套是否全部剥除,若有残留,应重新剥除。如有极少量不易剥除的护套,可用棉球沾适量酒精,一边浸渍,一边逐步擦除。然后用纸巾沾上酒精,擦拭清洁每一根光纤,如图93所示。

image.png     image.png

图92   剥除光纤的护套           图93   擦拭清洁第一根光纤

       4)对光纤套热缩管。清洁完毕后,要给需要熔接的两根光纤各自套上光纤热缩管。

       5)打开熔接机电源,选择合适的熔接方式,熔接机系统待机。

       打开熔接机电源后,出现的**InstallProgram界面提示安装程序,如图94所示。

操作:

       ①在熔接程序中按△或▽来显示画面。

       ②按+或-将熔接程序切换到加热程序。然后按△或▽切换到加热程序。

       ③按A或V来确认选择。

       ④机器重置到初始状态,准备开始操作。

       ⑤一旦S176型光纤熔接机开机,电弧检查程序结束后,就会出现系统待机画面。重置操作完成后,机器发出嘟嘟声,同时LCD监视器上显示“READY”,如图95所示。
提示安装程序 待机画面

图94   提示安装程序       图95  待机画面

□快捷键:

image.png键是标记一项功能的快捷键,按一下就可以跳到此功能。x键也是快捷键,可以直接从当前屏幕返回系统待机画面。对一项功能作了标记后,在系统待机画面上就会出现标志。在标记一项新的功能之前要删除此功能。

□ 如何删除一项功能:

按住image.png键直到在系统待机画面上出现。这需要6秒钟。

□如何标记一项功能:

用△键、▽键找到希望标记的功能。

如果当前功能可以被标记,▽标志就会出现在屏幕的右下角。

按△键,如果听到蜂鸣声表示此功能已经被标记成功。

    (2)光纤熔接工作

       光纤熔接工作需要重点注意如下3点内容:

       1)裸纤的切割。

       裸纤的切割是光纤端面制备中最为重要的环节,切刀有手动和电动两种。熟练的操作者在常温下进行快速光缆接续或抢险,宜采用手动切刀。手动切刀的操作简单,操作人员应清洁光纤后,用切割刀切割光纤。注意:

       □ 用切割刀切割ft).25mm的光纤:切割长度为8〜16mm。

       □ 用切割刀切割的光纤:切割长度为16mm。

       □ 切割后绝不能清洁光纤。

       电动切刀切割质量较高,适宜在野外严寒条件下作业,但操作较复杂,要求裸纤较长,初学者或在野外较严寒条件下作业时,宜采用电动切刀。裸纤的切割,首先清洁切刀和调整切刀位置,切刀的摆放要平稳,切割时,动作要自然、平稳、勿重、勿轻,避免断纤、斜角、毛刺及裂痕等不良端面产生。

        2)放置光纤。

       将切割后的光纤放在熔接机的V型槽中,放置时光纤端面应处于V型槽(V-groove)端面和电极之间。注意:

□ 不要使用光纤的尖端穿过V型凹槽。

□ 确保光纤尖端被放置在电极的中央、V型凹槽的末端。

□ 只在使用900mm厚度覆层的光纤时使用端面板。250am厚度覆层的光纤不使用端面板。

□  熔接两种不同类型的光纤时,不需要考虑光纤的摆放方向,也就是说每种光纤都可以摆放在S176熔接机的左边或者右边。

□轻轻地盖上光纤压板,然后合上光纤压脚。

□盖上防风罩。

       3)按►键开始熔接。

    (3)取出熔接的光纤

       1)取出光纤前先抬起加热器的两个夹具。

       2) 抬起防风罩,对光纤进行张力测试(200g)。测试过程中,屏幕上会出现“张力测试”。

       3) 等到张力测试结束后,在移除已接合光纤之前会显示出“取出光纤”字样。两秒后“取出光纤”会变为“放置光纤”。同时,S176熔接机会自动为下一次接合重设发动机。

       4)取出已接合光纤,轻轻牵引光纤,将其拉紧。

注意:小心处理已接合光纤,不要将光纤扭曲。

       熔接光纤要随时观察熔接中有无纤芯轴向错位,纤芯角度错误,V型槽或者光纤压脚有灰尘,光纤端面质量差,纤芯台阶,纤芯弯曲光纤端面质量差,预放电强度低或者预放电时间短,气泡,过粗、过细,虚熔,分离等不良现象,注意OTDR测试仪表跟踪监测结果,及时分析产生上述不良现象的原因,建议重新焰接。

产生不良现象的原因,大体可分为光纤因素和非光纤因素。

光纤因素是指光纤自身因素,主要有4点:

       □ 光纤模场直径不一致。

       □ 两根光纤芯径失配。

       □ 纤芯截面不圆。

       □ 纤芯与包层同心度不佳。

其中光纤模场直径不一致影响最大,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±3nm;

       □ 模场同心度误差≤6%,包层不圆度≤2%。

       □ 非光纤因素即接续技术非光纤因素,主要有6点:

       □ 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。

       □ 轴心倾斜:当光纤断面倾斜1º时,约产生6dB的接续损耗,如果要求接续损耗≤0.ldB,则单模光纤的倾角应为≤0.3º。

       □ 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熔接机中可以发现。

       □ 端面质量:光纤端面的平整度差时也会产生损耗,甚至出现气泡。

       □ 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。

       □ 其他因素的影响:接续人员操作水平、操作步骤、盘纤工艺水平、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有影响。

       不良现象原因和解决办法如表21所示。

表21不良现象原因和解决办法

 不良现象原因和解决办法

 不良现象原因和解决办法

(4)套热缩管

      在确保光纤熔接质量无问题后,套热缩管。

     1)将热缩管中心移至光纤熔接点,然后放入加热器中。检查:

     □ 要确保熔接点和热缩管都在加热器中心。

     □ 要确保金属加强件处于下方。

     □ 要确保光纤没有扭曲。

     2)用右手拉紧光纤,压下接合后的光纤以使右边的加热器夹具可以压下去。

     3)关闭加热器盖子。

     4)加热。

      □ 按S按钮激活加热器。

      LCD监视器在加热程序中会显示出加热的过程,如图96所示。当加热和冷却操作结束后就会听到嘟嘟声。

 热缩管加热过程

图96    热缩管加热过程

       □ 加热指示灯是亮着的时,按S按钮,加热过程就会停止,冷却过程立刻开始。再次按按钮,冷风扇也会停止。当环境温度低于-5º时,加热时间就会自动延长30s。

       □ 从加热器中移开光纤,检查热缩管以查看加热结果。

       加热时,热缩管一定要放在正中间,加一定张力,防止加热过程出现气泡、固定不充分等现象。要强调的是,加热过程和光纤的熔接过程可以同时进行,加热后拿出热缩管时,不要接触加热后的部位,温度很高。

       (5)整理碎光纤头

       (6)放置固定

       将套好光纤热缩管的光纤放置固定在光纤箱中。

       目前,市场上最快的熔接机能在大约9〜10s内完成纤芯熔接,加热收缩保护层大约需要30〜35s,熔接的总时间减少到40〜45s左右。而4〜5年前的上一代设备每次熔接需要12〜15s,加热保护层通常要用1分多钟。