Spawanie światłowodów i metodyka pracy

 

Wraz z rosnącą popularnością sieci światłowodowych wzrosło również zapotrzebowanie na sprzęt do spawania światłowodów. Ze względu na dużą popularność spawarek światłowodowych wymagania stawiane tym urządzeniom są coraz wyższe.

Zrozumienie procedury pomiarowej i procesu spawania może znacząco ułatwić pracę projektantom, technikom, wykonawcom i właścicielom linii.

Instalatorzy wciąż muszą brać pod uwagę wiele aspektów przy wyborze zaawansowanej technologii. Niedopasowanie geometrii włókna światłowodu, techniki, sprzętu i środowiska pracy może między innymi wpływać na tłumienie spawów. Ich specyfikacja pomaga w utrzymaniu określonych standardów, m.in. czy dana spoina mieści się w budżecie oszacowanym przez bilans mocy linii światłowodowej. Przeprowadzenie bilansu mocy jest najważniejszym zadaniem w procesie projektowania. Pozwala na dokładny dobór parametrów urządzeń nadawczo-odbiorczych, co zapewnia poprawną transmisję sygnału. Straty na linii światłowodowej zależą od długości transmisji, złączy oraz tłumienia spoin. Istnieją również czynniki wewnętrzne wpływające na tłumienie spawów, które są poza kontrolą użytkownika oparte na jakości włókna oraz jego producenta.

Czym właściwie jest spawanie światłowodów?

 

Spawanie światłowodów to trwałe połączenie dwóch światłowodów bez użycia dodatkowych elementów łączących, co jest przeciwieństwem łączenia za pomocą elementów pośrednich umożliwiających szybkie rozłączenie włókien. Niezależnie od tego, czy wdrażana jest nowa sieć światłowodowa, czy celem jest rozbudowanie istniejącej sieci, warto upewnić się, że światłowody są prawidłowo podłączone, aby uniknąć zakłóceń w sieci.

Spawanie światłowodów jest powszechnie stosowane do ponownego łączenia kabli światłowodowych po przypadkowym zerwaniu lub do łączenia dwóch włókien w celu utworzenia włókna wystarczająco długiego dla wymaganego przebiegu kabla.

Metody spawania

1. Istnieją dwie metody: spoiny mechaniczne i połączenia spawane. Spawy mechaniczne charakteryzują się znacznie wyższym tłumieniem i są mniej popularne niż metoda łączenia włókien przez spajanie, która trwale łączy włókna ze sobą za pomocą łuku elektrycznego. Oferuje najmniejsze straty, niższą współczynnikodbicia i najsilniejsze połączenie między włóknami.

    

   Łączenie światłowodów to bardzo delikatny proces. Jeśli nie zostanie zrobione prawidłowo, włókna mogą być niepoprawnie połączone, a sygnał może na tymucierpieć.

    

   Wykonanie połączenia spawanego składa się z pięciu etapów:

    

   1. Usuwanie włókna
      Aby rozpocząć spawanie włókien ze sobą, należy usunąć lub zdjąć ochronną powłokę polimerową wokół światłowodu. Odbywa się to zwykle za pomocą mechanicznego urządzenia do ściągania izolacji. Należy pamiętać, aby wyczyścić narzędzie przed rozpoczęciem procesu utrwalania.
   2. Czyszczenie włókna
      Po zdjęciu powłoki nadszedł czas na oczyszczenie włókna. Użycie alkoholu izopropylowego oraz chusteczki sprawi, że szkło będzie wolne od wszelkich zanieczyszczeń.
   3. Rozszczepianie włókna
      Dobry tasak światłowodowy jest kluczem do udanego łączenia. Tnie włókno i ciągnie lub wygina je, aby utworzyć czyste pęknięcie, dzięki czemupowierzchnia końcowa jest płaska i prostopadła do osi włókna.
   4. Łączenie włókna
      Po prawidłowym wyrównaniu włókien, należy je stopić za pomocą łuku elektrycznego, trwale zgrzewając końce ze sobą.
   5. Ochrona włókna
      Po pomyślnym połączeniu, włókno jest zabezpieczane przez ponowne nałożenie powłoki lub za pomocą osłony spawów.

    

   Zachowanie odpowiednich parametrów procesu zgrzewania, które wpływają na jakość spoiny, zapewni optymalną pracę. Są to przede wszystkim temperatura i czas zgrzewania. Należy również wziąć pod uwagę czynniki fizyczne, tj. zmianę profilu współczynnika załamania oraz przepływ materiału pomiędzy zgrzewanymi włóknami. Jakość spoin określa się według wytrzymałości mechanicznej na rozciąganie i uszkodzeń nieodłącznych.

Ocena połączeń:

Dobre połączenia: Wizualnie sprawdź połączenia po zakończeniu procesu. Dopuszczalne są niektóre defekty, które nie wpływają na transmisję optyczną. Istnieją włókna powlekane tytanem, które mogą powodować białe lub czarne linie w obszarze splotu. Nie są one wadami.

 

Złe połączenia: Niektóre wady są niedopuszczalne i wymagają ponownego rozpoczęcia procesu spawania. Czarne punkty lub linie można skorygować, powtarzając proces krok po kroku, ale nie więcej niż dwa razy.

W przypadku dużych uskoków przyczyną może być niedopasowanie poprzeczne lub zabrudzony rowek w kształcie litery V.

W sytuacji, kiedy pojawią się pęcherze w obszarze spoiny należy zwrócić uwagę na zabrudzenia i po odpowiednim oczyszczeniu skrócić procedurę przygotowania. Natomiast spoin wypukłych spowodowanych zbyt dużym naciskiem początkowym nie można naprawić i cały proces należy powtórzyć. Zbyt wysoka temperatura może prowadzić do niewystarczającego ciśnienia początkowego, co powoduje przewężenia. Rozcięcia, niekompletne spoiny mogą być spowodowane niewłaściwymi cięciami lub pochyloną powierzchnią czołowa włókna.

Spawarka światłowodowa jest profesjonalnym sprzętem używanym do łączenia światłowodów. Polega na łączeniu dwóch włókien za pomocą ciepła. Chodzi o to, aby połączyć ze sobą oba włókna w taki sposób, aby światło przechodzące wraz z włóknami nie było rozpraszane ani odbijane z powrotem od miejsca połączenia, a zatem połączenie, a także otaczający go obszar są prawie tak silne, jak samo włókno pierwotne.

Podstawowy aparat spawalniczy składa się z dwóch uchwytów, w których zamocowane są włókna oraz dwóch elektrod. Mikroskop inspekcyjny pomaga w umieszczeniu końcówek przygotowanych włókien w aparacie do spawania przez fuzję. Włókna, które pasują do aparatu, ustawiają w linii, a następnie łączą ze sobą. Największą popularność zyskały zgrzewarki do centrowania rdzenia. Rdzeń jest głównym nośnikiem reprodukcji światła, dzięki czemu można uzyskać gwarancję na dobre połączenie.

Łączenie w fuzji zapewnia trwałe połączenia o niskiej stratności, które są wykonywane szybko i łatwo, co stanowi zdecydowaną przewagę nad konkurencyjnymi technologiami. Ponadto obecne spawarki są zaprojektowane tak, aby zapewnić ulepszone funkcje i wysoką jakość działania, a jednocześnie być bardzo przystępne cenowo.