Сварка оптического волокна оборудование

Обновлено: 12.05.2024

Волоконно-оптические линии связи имеют высокую пропускную способность информационного сигнала. Их работа во многом зависит от качества соединения провода: чем лучше соединены волоски, тем меньше степень затухания сигнала в месте контакта. Многослойный провод имеет сложную структуру, для сварки стыков используется специальное оборудование. Работать на нем довольно просто.

Сварка оптоволокна не требует специальных навыков, обучения. Достаточно следовать инструкции. Перед этим будет полезно узнать некоторые нюансы работы. При монтаже линий связи много времени уделяется подготовке кабеля к процессу сварки, для этого существует специальное оборудование.

Строение кабеля

Сигнал передается по тонкой стеклянной нити из диоксида кремния, размер проводника исчисляется в микронах. В кабеле может находиться до 38 жил, все они изолированы. Кремниевое стекло очень хрупкий материал, боится влажности, поэтому его покрывают многослойной изоляцией. Сначала покрывают защитным лаком, затем помещают в модульные трубки, заполненные водоотталкивающим гелем, он предохраняет стеклянный проводник от набухания. Трубки дополнительно покрываются гибкой изоляцией, затем слоем полиэтилена.

Изоляция зависит от условий эксплуатации кабеля. Он подразделяется по видам:

наружный кабель бывает подвесным и подземным;
внутренний для прокладки используется редко, его можно встретить в деловых центрах.

Из подвесного делают воздушные линии связи, иногда кабель дополнительно оборудуют тросиком и клипсовыми держателями. Подземный для прокладки в грунте некоторые производители выпускают в гофроброне.

Устройство и принцип работы сварочного оборудования

блок питания;
преобразователь переменного тока в постоянный;
материнская плата – мини-процессор, регулирующий процесс спайки;
механический узел, осуществляющий центровку – сервомоторы двигают проводник во всех направлениях, соединение волокна происходит с большой точностью;
нагреватель, он обеспечивает расплав изоляционной муфты из термоусадочного материала, надеваемой на место шва;
дисплей, на нем задаются параметры сварки, видно рабочую зону контакта.

Сварочный аппарат оптоволокна выпускается нескольких модификаций. Основные различия моделей:

по способу выравнивания концов кабеля (юстировка): по осевой линии или по V-образным направляющим;
разновидности контроля точности процесса спайки;
количеству свариваемых оптоволоконных жил.

Выбор сварочного аппарата

От способа соединения кабеля зависит степень затухания сигнала, качество линии связи. Надежный шов возможен при точном совмещении концов провода, поэтому предпочтение отдается приборам, выравнивающим волокно по центру. Аппарат для сварки оптоволокна выбирают по следующим параметрам:

модификации свариваемого волокна, предпочтительнее универсальные модели;
скорость спайки учитывает количество соединений за определенный временной интервал;
способу выравнивания кабеля;
комплектации.

Многофункциональные сложные аппараты не всегда себя оправдывают. Китайские модели стоят намного дешевле японских, а по качеству сварки провода они сопоставимы.

Технология сварки ВОЛС

Длина оптоволокна мерная, он выпускается в бухтах. Многокилометровые магистральные волоконно-оптические линии передачи создаются двумя типами соединений:

Разъемные требуют дополнительных затрат, коннекторы и адаптеры существенно снижают светопередачу сигнала. Чаще делаются неразъемные соединения сваркой волокна специальными приборами.

Необходимый инструмент

Качественный монтаж ВОЛС невозможен без двух приборов:

скалыватель, аппарат для оптоволокна позволяет отрезать очищенный кабель строго под прямым углом;
рефлектометр или тестер, им определяется точность соединения.

Нужны инструменты для зачистки изолирующей оболочки. Для этой работы подойдет стандартный набор для пайки. Там есть все: кусачки, плоскогубцы, растворитель или спирт, специальные плотные салфетки для снятия водозащитного слоя. От качества очистки поверхности зависит надежность соединения.

Подготовительные работы

Процесс подготовки кабеля перед заправкой занимает много времени. Сначала оптику осматривают. Вода разрушает светопроводящий слой. Если конец провода влажный, обрезают от него не менее метра троссокусом. Чтобы снять оболочку, кабель зачищают до гидрофобного геля. Разделка ножом-стриппером не занимает много времени: кабель после кругового разреза на расстоянии не менее 3 см от конца достаточно стянуть. Водозащитный слой убирают растворителем и салфетками, не оставляющими ворсинок. Необходимо снять изоляцию полностью, это отражается на качестве скола.

Процесс соединения

Скалыватель образует перпендикулярный срез высокой точности. После этого приступают к процессу сварки. Основные этапы работы:

концы провода закладываются в прибор друг к другу, фиксируются;
аппарат проводит юстировку проводника, сводит концы между собой;
затем пропускается электроразряд, в зоне дуги уничтожаются частички пыли;
спайка волокон между собой происходит под действием дуги, кремний расплавляется, образуется диффузное соединение;
после сварки проводится тестирование соединения: прибор разводит спаянные концы в стороны с определенным усилием;
на соединение надевается термоусадочная трубка, в печи она образует на проводе защитную оболочку;
когда вторую часть работы прибор завершит, таймер подает звуковой или световой сигнал.

Нюансы сварки оптоволокна

Если кабель многожильный, оболочка оптического волокна делается разных цветов, чтобы было удобнее сваривать отдельные проводники. После этого их укладывают в специальную муфту. В процессе скола проводника образуются частички стекла, их сразу собирают, потому что прозрачным волокном легко травмироваться.

При очистке изоляции соблюдают осторожность – сердечник провода очень хрупкий. При любом повреждении придется заново начинать процесс. Перед заправкой концов в сварочный аппарат, их тщательно обезжиривают, просушивают, в рабочей зоне не должно быть пыльно. Любое постороннее включение увеличивает потерю мощности передаваемого сигнала.

Какими были сварочники для оптики

Развитие технологий ведет к уменьшению размеров электронных устройств. То же самое касается и аппаратов для сварки оптических волокон. Некогда громоздкие махины теперь умещаются в небольшой пластиковый кейс, а работать с ними можно на непролазных чердаках и в сырых подвалах. Но вернемся же на долгие годы назад и взглянем на тех самых гигантов Мезозоя, стоявших у истоков эры волоконно-оптических сетей.

Потребность в разработке устройства, которое могло бы соединять оптические волокна, возникла в процессе развития волоконно-оптических передатчиков и приемников и, конечно же, самого волокна в 70-х годах прошлого столетия. Первый сварочник использовали для работы с многомодовыми оптическими волокнами с относительно большим диаметром сердцевины — 50 мкм. Однако уже с начала 1980-х годов потребовался сварочный аппарат для одномодовых волокон. Несмотря на огромные перспективы передачи данных с помощью света у производителей и ученых возникли огромные трудности с разработкой оборудования, которое могло бы соединять мелкие волокна.

Вот что сказал по этому поводу один из разработчиков того времени из компании Fujikura:

«Все корпорации, работающие в данном направлении, понимали, что на решении этой проблемы можно будет построить большой бизнес! Вот, что действительно изначально поддерживало и продвигало все исследования и разработки в области сварки волокон. Идея была интересной, но реализовать ее было не так-то просто. Мы начали исследовательскую деятельность группой всего из трех человек. Это был 1976 год. Развитие оптических волокон как таковых в то время еще находилось в стадии проб и ошибок и помимо проблем, связанных с неидеальной структурой волокон и его низкой прочностью, у нас не было даже аналитического подхода к измерению потерь света при передаче его по волокну. В процессе работы сначала последовала череда изнурительных экспериментов, была неопределенность в отношении будущего. Временами нам казалось, что мы никогда не добьемся прорыва. Конечно, это вызывало большое разочарование. Однако, в следующем, 1977, году мы наконец-то увидели проблеск надежды».

Тогда первые эксперименты по соединению волокон проводились с использованием двух подходов: сведение волокон и их склеивание в V-образной канавке; второй метод заключался в сплавлении волокон с помощью электрической дуги. По причине превосходных качеств и работоспособности, большее развитие вскоре получил второй метод. Таким образом, первая модель практического многомодового сварочного аппарата Fujikura была завершена в октябре 1977 года. Позже, в 1979 году, это оборудование было отправлено на выставку в Вашингтон, округ Колумбия, где аппарат стоял в неброском углу выставочного зала, однако собрал толпу желающих посмотреть на это чудо техники. Сохранилась только небольшая фотография этого аппарата.

Большого спроса на японскую новинку еще не было, но именно с созданием этого аппарата началась целая эпоха. Примечательно, что первоначально в Fujikura рассматривали применение для сварки волокон «фазово-контрастного микроскопа» или «поляризованного микроскопа», чтобы можно было увидеть сердцевину волокна за счет разницы в показателях преломления. Но оба варианта оказались несостоятельными, поскольку просто не подходили для внедрения в компактный сварочный аппарат.

Около года преданные своему делу исследователи проводили день и ночь в экспериментальной лаборатории, занимаясь совершенствованием и разработкой алгоритмов работы сварочного аппарата. Все дальнейшие разработки велись в условиях строжайшей секретности. В результате, в феврале 1985 года родился шедевр – успешно применили на практике сварочный аппарат для сварки одномодовых волокон Fujikura FSM-20.

Аппарат состоял из двух отдельных блоков, что не добавляло ему удобства и тем более какой-либо компактности. Главной задачей разработчиков в то время было объединение этих двух блоков в одно устройство. В то время Fujikura не единственная занималась разработкой сварочных аппаратов для оптики. Небезызвестная Siemens уже в 1984 году разработала собственный сварочный аппарат модели M7.

Стоит внимательно рассмотреть некоторые модели сварочных аппаратов именно этой компании, ведь на заре телекомов аппараты от Siemens можно было часто повстречать на российских просторах.

Siemens RXS Siecor S46-999-M7-A10

На этом видео можно увидеть, как работает аппарат, и как видно в объективе волокна:

Аппараты для сварки оптоволокна (оптических волокон)

Fujikura FSM-80S+ – сварочный аппарат от мирового лидера производства оборудования для сварки ВОК. Особенности модели:

новая li-Ion батарея,
время сварки до 6 секунд;
время термоусадки до 9 секунд;
время жизни электродов до 5000 сварок;
автоматическая работа крышек отсеков сварки/термоусадки

Держатели оптического волокна и кабеля
Аккумуляторные батареи
Блоки питания
Устройства заряда АКБ
Монтажный стол
Электроды

выравнивание по сердцевине
потери на соединении: 0.02 дБ (SM), 0.01 дБ (MM); 0.04 дБ (DS), 0.04дБ (NZDS)
длина зачищенного волокна после скола: 10 мм
возможность отслеживания сварочного аппарата через GPS
емкость аккумулятора: 6600 мАч
3 года гарантии
скалыватель Greenlee 910CL в комплекте

Поддержка обслуживания через Internet
Высокая точность сведения волокон по сердцевине (IPAAS)
Высокая скорость сварки (6 сек) и термоусадки (13 сек)
Большая емкость аккумуляторной батареи 4700 мАч, (6000 мАч – опция)
Автораспознавание типа волокна
Цветной сенсорный дисплей 5,0”

Высокое качество (не допускает появления царапин на волокне во время удаления буфферного слоя)
Высокая производительность (высокая скорость удаления буфферного слоя 250 или 900 мкм)
Многофункциональность (работа с единичными и ленточными волокнами)
Гибкость и удобство эксплуатации (настройка температуры и времени нагрева)

Предоставляется по запросу

Юстировка по оболочке (по V- канавке)
Диаметр волокна: 125 мкм
Диаметр покрытия: до 3000 мкм
Длина скола: от 5 до 16 мм
Срок службы электродов: 5000 сварок
Режимы сварки: 100 режимов
Хранение результатов сварки: 10000 результатов
В комплект поставки входит скалыватель CT-50

Юстировка по сердцевине
Диаметр волокна: от 80 до 150 мкм
Диаметр покрытия: до 3000 мкм
Длина скола: от 5 до 16 мм
Срок службы электродов: 5000 сварок
Режимы сварки: 100 режимов
Режимы термоусадки: 30 режимов
Хранение результатов сварки: 20000 результатов
Автоматическое определение типа волокна
Технология Active Blade Management: для уменьшения частоты возникновения некачественных сколов
Технология Active Fusion Control: для снижения вероятности высоких потерь при сварке
Замена электродов без инструментов
В комплект поставки входит скалыватель CT-08, батерея BTR-15, электроды ELECT2-16B

Юстировка по сердцевине
Диаметр волокна: от 80 до 150 мкм
Диаметр покрытия: до 3000 мкм
Длина скола: от 5 до 16 мм
Срок службы электродов: 5000 сварок
Режимы сварки: 100 режимов
Режимы термоусадки: 30 режимов
Хранение результатов сварки: 20000 результатов
Автоматическое определение типа волокна
Технология Active Blade Management: для уменьшения частоты возникновения некачественных сколов
Технология Active Fusion Control: для снижения вероятности высоких потерь при сварке
Замена электродов без инструментов
В комплект поставки входит скалыватель CT-50, батерея BTR-15, электроды ELECT2-16B

Юстировка по активной V- канавке
Диаметр волокна: 125 мкм
Диаметр покрытия: до 3000 мкм
Длина скола: от 5 до 16 мм
Срок службы электродов: 5000 сварок
Режимы сварки: 100 режимов
Режимы термоусадки: 30 режимов
Хранение результатов сварки: 10000 результатов
Технология Active Blade Management: для уменьшения частоты возникновения некачественных сколов
Технология Active Fusion Control: для снижения вероятности высоких потерь при сварке
Замена электродов без инструментов
В комплект поставки входит скалыватель CT-50, батерея BTR-11, электроды ELECT2-16B

Юстировка по активной V- канавке
Диаметр волокна: 125 мкм
Диаметр покрытия: до 3000 мкм
Длина скола: от 5 до 16 мм
Срок службы электродов: 5000 сварок
Режимы сварки: 100 режимов
Режимы термоусадки: 30 режимов
Хранение результатов сварки: 10000 результатов
Технология Active Blade Management: для уменьшения частоты возникновения некачественных сколов
Технология Active Fusion Control: для снижения вероятности высоких потерь при сварке
Замена электродов без инструментов
В комплект поставки входит скалыватель CT-08, батерея BTR-11, электроды ELECT2-16B

Выберите направление, по которому Вы хотите переговорить:

Заземление и молниезащита

Оборудование для диагностики в сфере энергетики

Оборудование для монтажа и диагностики линий связи, WI-FI, оптики

Аудио-видео решения и телефония

Сварочные аппараты для специальных оптических волокон

S185PMLDF - сварочный аппарат для специальных оптических волокон Сварка SM, MM, DS, NZDS, High-Index, EDF, PMF волокон. Диаметр оболочки 80 - 500 мкм. Диаметр покрытия 160 - 1300 мкм. Время сварки - от 15 секунд. Автоматическая и полуавтоматическая сварка PM волокон (PANDA, Tiger-eye, Bow-Tie).

S185PM - сварочный аппарат для специальных оптических волокон Сварка SM, MM, DS, NZDS, High-Index, EDF, PMF волокон. Диаметр оболочки 80 - 150 мкм. Диаметр покрытия 160 - 1300 мкм. Время сварки - от 15 секунд. Автоматическая и полуавтоматическая сварка PM волокон (PANDA, Tiger-eye, Bow-Tie).

S185PMROF - сварочный аппарат для специальных оптических волокон Сварка SM, MM, DS, NZDS, High-Index, EDF, PMF волокон. Диаметр оболочки 125 - 800 мкм. Диаметр покрытия 160 - 1300 мкм. Время сварки - от 15 секунд. Автоматическая и полуавтоматическая сварка PM волокон (PANDA, Tiger-eye, Bow-Tie).

S185LDF - сварочный аппарат для специальных оптических волокон Сварка SM, MM, DS, NZDS, High-Index, EDF, LDF волокон. Диаметр оболочки 160 - 900 мкм. Диаметр покрытия 160 - 2000 мкм. Время сварки - от 15 секунд. Автоматическая и полуавтоматическая сварка.

S185HS - сварочный аппарат для специальных оптических волокон Сварка SM, MM, DS, NZDS, High-Index, EDF волокон. Диаметр оболочки 80 - 150 мкм. Диаметр покрытия 160 - 1300 мкм. Время сварки - от 15 секунд. Автоматическая и полуавтоматическая сварка.

S178LDF - портативный сварочный аппарат для волокон большого диаметра Сварка SM, MM, LDF волокон. Диаметр оболочки кварцевой оболочки 125 - 450 мкм. Диаметр покрытия 150 - 2000 мкм. Время сварки - от 9 секунд. Выравнивание по сердцевине. Переносной, используется для производства и ремонта волоконных лазеров.

Компания "Специальные Системы. Фотоника" предлагает оборудование для сварки специальных оптических волокон: двулучепреломляющих (PM), фотонно-кристаллических (PCF), активных, волокон с большим диаметром кварцевой оболочки. Комбинация использования современных методов сварки ("Ring of Fire"), прецизионных подвижек и анализа дифракционной картины рассеивания на волокне позволяют достичь качественного соединения с наибольшей механической прочностью, наименьшими потерями и углом рассогласования осей двулучепреломления.

Системы гласс-процессинга: сварка, тейперы, линзирование

XQ7210 - станция гласс-процессинга XQ7210 - система гласс-процессинга. Нагрев осуществляется в области пересечения четырёх пучков излучения СО2 лазера. Позволяет сваривать ОВ с диаметром кварцевой оболочки 50-2500 мкм. Идеально подходит для приваривания эндкапов (endcap).

XQ7230 - станция гласс-процессинга XQ7230 - система гласс-процессинга. Нагрев осуществляется плазменным полем, формируемым между 3 электродами. Встроенный скалыватель. Диаметр ОВ: 50-2500 мкм. Подходит для производства комбайнеров, сварки, линзирования и вытяжки тейперов.

XQ7220 - станция стыковки эндкапов XQ7220 - система стыковки эндкапов. Нагрев осуществляется СО2 лазером. Позволяет приваривать массивы ОВ к эндкапам. Длина массива ОВ: до 12 мм

XQ7250 - сварочная станция XQ7250 - система сварки оптических волокон. Нагрев осуществляется графитовым элементом. Позволяет сваривать волокна с низкой температурой плавления. Диаметр свариваемых ОВ: 80-1500 мкм.

XQ7190 - станция вытяжки тейперов XQ7190 - система вытяжки тейперов. Нагрев осуществляется графитовым элементом. Позволяет вытягивать волокна с низкой температурой плавления. Диаметр вытягиваемых ОВ: 80-1500 мкм.

LDS 2.5 - станция для сварки и обработки оптического волокна Уникальная многоцелевая станция для производства сплавных соединений любой сложности (SM, PM, LDF, PCF), комбайнеров, разветвителей, перетяжек, шариковых линз на основе специальных оптических волокон и оптических элементов диаметром от 50 до 2500 мкм. В основе работы станции лежит использование зарекомендовавшей себя технологии "Ring of Fire".

CMS - станция для сварки и обработки оптического волокна CMS- система для "гласс-процессинга", сконструированная для выполнения сварки, вытяжки тейперов, производства комбайнеров и других сплавных оптических компонентов. В основе работы лежит использование технологий "Ring of Fire" и "Thermostabilized Plasma". Является наиболее технологически сложной станцией 3SAE, не имеет аналогов в мире.

TMS - система для изготовления тейперов Система, специально разработанная для изготовления перетяжек (тейперов) с минимальными оптическими потерями. В основе лежит применение технологий «Ring of Fire» и «Thermostabilized plasma». Подходит для производства разветвителей, перетяжек и сплавления волокон в пучок.

ECS - аппарат для приваривания эндкапов Уникальная станция для массового производства сплавных соединений оптических волокон с эндкапами и пучками волоконных световодов. Диаметр свариваемых объектов: 125-2500 мкм. В основе работы
станции лежит использование уникальных технологий формирования плазменного поля "Ring of Fire" и фиксации эндкапов "PentaPod".

LFS - станция для создания волоконных шариковых линз Станция для массового производства высококачественных шариковых линз на торце оптических волокон. Используется технология “Ring of Fire”. Диаметры оболочки оптических волокон: 125 – 500 мкм.

Наиболее деликатные технологических операции с оптическим волокном проводятся при использовании многофункциональных станций. Предлагаемые нами станции компании 3SAE по праву являются лучшими в своём роде. Использование технологий "Ring of Fire" и "Thermostabilized plazma" обеспечивают качественные стыковку, сварку, изготовление перетяжек, линз, изоляторов, разветвителей, объединителей.

Читайте также: