1 - генератор оптических импульсов;
2 - волокно (N.L.); 3 - оптический приемник
Измерение времени отражения импульса
 | |
| 345 × 218 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - генератор оптических импульсов; 3 - оптический приемник;
2 - волокно (N.L.); 4 - соединительная муфта
Черт.4
2 - волокно (N.L.); 4 - соединительная муфта
Черт.4
Вместо осциллографа может быть использовано оборудование, применяемое при обратном рассеянии, или счетчик с отдельным переключателем пуск (остановка) и с усредняющей способностью (например, не менее 10 
одиночных импульсов).
18.4.2. Оптический источник
а) Измерение с помощью осциллографа.
Генератор оптических импульсов должен представлять собой лазерный диод большой мощности, возбуждаемый генератором серией электрических импульсов, с настраиваемой частотой и шириной импульсов. Длина волны и ширина спектра должны быть зафиксированы в документации.
б) Измерение с помощью счетчика или оборудования, применяемого при обратном рассеянии
Генератор оптических импульсов должен представлять собой лазерный диод большой мощности, возбуждаемый генератором серией электрических импульсов с настраиваемой шириной. Промежуток между двумя импульсами должен быть больше, чем время распространения переданного (
, со счетчиком) или отраженного импульса (2 , с оборудованием, применяемым при обратном рассеянии). Длина волны и ширина спектра лазерного диода должны быть зафиксированы в документации.
18.4.3. Датчик оптических импульсов
В качестве приемника используют высокоскоростной лавинный фотодиод. Чувствительность датчика оптических импульсов должна быть адекватна измеряемой длине волны, а полоса частот должна быть достаточно широкой для того, чтобы избежать искажений импульсов.
18.5. Проведение испытаний
а) Калибрование
Определяют время задержки импульса между источником излучения и вводом в волокно (время задержки самого измерительного прибора).
б) Среднее значение группового показателя преломления
Определение на отрезке волокна известной длины позволяет получить среднее значение показателя преломления 
оптического волокна.
в) Измерение длины волокна
Измерение длины заключается в определении временного интервала, значение которого отражается на экране осциллографа* или представлено в виде показаний электронного счетчика.
* Можно значительно повысить точность результатов испытаний, независимо от фактической длины волокна, применением метода с использованием двухканального осциллографа (см. черт.5).
Принцип измерения длины волокна
одиночных импульсов).18.4.2. Оптический источник
а) Измерение с помощью осциллографа.
Генератор оптических импульсов должен представлять собой лазерный диод большой мощности, возбуждаемый генератором серией электрических импульсов, с настраиваемой частотой и шириной импульсов. Длина волны и ширина спектра должны быть зафиксированы в документации.
б) Измерение с помощью счетчика или оборудования, применяемого при обратном рассеянии
Генератор оптических импульсов должен представлять собой лазерный диод большой мощности, возбуждаемый генератором серией электрических импульсов с настраиваемой шириной. Промежуток между двумя импульсами должен быть больше, чем время распространения переданного (
, со счетчиком) или отраженного импульса (2 , с оборудованием, применяемым при обратном рассеянии). Длина волны и ширина спектра лазерного диода должны быть зафиксированы в документации.18.4.3. Датчик оптических импульсов
В качестве приемника используют высокоскоростной лавинный фотодиод. Чувствительность датчика оптических импульсов должна быть адекватна измеряемой длине волны, а полоса частот должна быть достаточно широкой для того, чтобы избежать искажений импульсов.
18.5. Проведение испытаний
а) Калибрование
Определяют время задержки импульса между источником излучения и вводом в волокно (время задержки самого измерительного прибора).
б) Среднее значение группового показателя преломления
Определение
на отрезке волокна известной длины позволяет получить среднее значение показателя преломления оптического волокна.в) Измерение длины волокна
Измерение длины заключается в определении временного интервала, значение которого отражается на экране осциллографа* или представлено в виде показаний электронного счетчика.
* Можно значительно повысить точность результатов испытаний, независимо от фактической длины волокна, применением метода с использованием двухканального осциллографа (см. черт.5).
Принцип измерения длины волокна
Луч 1: испускаемый импульс
 | |
| 248 × 68 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - первый импульс; 2 - второй импульс с настраиваемой частотой повторения а
Луч 2: передаваемый импульс
Луч 2: передаваемый импульс
1 - первый импульсЬб
Луч 1: испускаемый импульс после регулирования частоты
повторения таким образом, чтобы второй импульс в луче 1 совпадал
с переданным импульсом луча 2
в
черт.5
черт.5
18.6. Результаты
Для определения длины волокна используют следующие уравнения:
а) метод передаваемого импульса
,
Для определения длины волокна используют следующие уравнения:
а) метод передаваемого импульса
, б) метод отраженного импульса
,
, где 
- длина волокна, м;
- время передачи или отражения, нс;
- скорость света в вакууме, м/нс;
- средний групповой показатель преломления.
18.7. Документация
В документации должны быть представлены следующие данные:
тип волокна;
относительная влажность и температура окружающей среды;
метод измерения;
длина волны;
групповой показатель преломления;
время задержки измерительного устройства*;
* При необходимости.
время прохождения или возврата импульса*;
* При необходимости.
длина волокна.
- длина волокна, м; - время передачи или отражения, нс; - скорость света в вакууме, м/нс; - средний групповой показатель преломления.18.7. Документация
В документации должны быть представлены следующие данные:
тип волокна;
относительная влажность и температура окружающей среды;
метод измерения;
длина волны;
групповой показатель преломления;
время задержки измерительного устройства*;
* При необходимости.
время прохождения или возврата импульса*;
* При необходимости.
длина волокна.
III. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
19. НАЗНАЧЕНИЕ
Приведенные методы предназначены для испытаний на механическую прочность, для определения возможности применения или выявления физических дефектов оптического волокна с первичным покрытием или с первичным буферным покрытием. Методы используют для контроля волокон, предназначенных для поставки.
Механические характеристики оптических волокон проверяют на соответствие установленным требованиям путем проведения на образцах испытаний, указанных в табл.4. Проводимые испытания, критерии годности и число образцов указывают в технических условиях.
Таблица 4
Механические характеристики оптических волокон проверяют на соответствие установленным требованиям путем проведения на образцах испытаний, указанных в табл.4. Проводимые испытания, критерии годности и число образцов указывают в технических условиях.
Таблица 4
Механические характеристики оптических волокон
Номер метода испытания | Наименование метода испытания | Определяемые характеристики |
| В1 | Перемотка под натяжением | |
| В2А | Прочность на разрыв короткого отрезка волокна | Механическая прочность |
| В2В | Прочность на разрыв отрезка волокна большой длины (в стадии рассмотрения) | |
| В3 | Стойкость к изгибу (в стадии рассмотрения) | Эксплуатационные свойства |
| В4 | Стойкость к истиранию (в стадии рассмотрения) | |
| В5 | Визуальный осмотр (в стадии рассмотрения) | Физические дефекты |
| С1С | Обратное рассеяние |
20. ОПРЕДЕЛЕНИЯ
20.1. Механическая прочность отрезка стеклянного волокна
а) Механическая прочность отрезка стеклянного волокна зависит от глубины самой глубокой трещины, имеющейся на данном отрезке.
При определенной температуре и влажности окружающей среды и приложенном напряжении
глубина трещины будет возрастать в соответствии с соотношением, предложенным Чарльзом:
,
а) Механическая прочность отрезка стеклянного волокна зависит от глубины самой глубокой трещины, имеющейся на данном отрезке.
При определенной температуре и влажности окружающей среды и приложенном напряжении
глубина трещины будет возрастать в соответствии с соотношением, предложенным Чарльзом: , в котором 
по Гриффиту выражается как 
где - коэффициент интенсивности напряжения;
- коэффициент, зависящий от формы (константа);
- напряжение;
- показатель, учитывающий зависимость скорости возникновения дефектов от напряжения (константа);
- глубина трещины;
- постоянная пропорциональности, определяемая экспериментально.
Если трещины за время достигли размера, при котором переходит в 
(критический коэффициент интенсивности напряжения), происходит разрушение волокна (см. черт.6).
График увеличения трещины в оптическом волокне под действием напряжения
по Гриффиту выражается как где
- коэффициент интенсивности напряжения; - коэффициент, зависящий от формы (константа); - напряжение; - показатель, учитывающий зависимость скорости возникновения дефектов от напряжения (константа); - глубина трещины; - постоянная пропорциональности, определяемая экспериментально.Если трещины за время
достигли размера, при котором переходит в (критический коэффициент интенсивности напряжения), происходит разрушение волокна (см. черт.6).График увеличения трещины в оптическом волокне под действием напряжения
График увеличения трещины в оптическом волокне
под действием напряжения
под действием напряжения
 | |
| 270 × 158 пикс. Открыть в новом окне | |
Черт.6
б) В качестве иллюстрации:
Если волокно подвергается действию напряжения
в течение времени 
, трещина увеличится от 
до 
. Однако, с точки зрения коммерции, необходимо учитывать, что после того, как волокно прошло перемотку при напряжении 
, а трещина почти достигла размера 
(т.е. размера, при котором происходит разрушение волокна), последующее напряжение 
(при 
) должно быть меньше во избежание разрушения волокна.
Если волокно подвергается действию напряжения
в течение времени , трещина увеличится от до . Однако, с точки зрения коммерции, необходимо учитывать, что после того, как волокно прошло перемотку при напряжении , а трещина почти достигла размера (т.е. размера, при котором происходит разрушение волокна), последующее напряжение (при ) должно быть меньше во избежание разрушения волокна.21. ФИЗИЧЕСКИЕ ДЕФЕКТЫ
Физические дефекты, такие как примеси и пузыри, могут присутствовать в волокне и оказывать влияние на оптические и механические характеристики. Определенные типы дефектов могут быть обнаружены с помощью методов отражения или других измерительных методов.
22. МЕТОД В1. ПЕРЕМОТКА ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА ПОД НАТЯЖЕНИЕМ
22.1. Назначение
При испытании вся длина оптического волокна подвергается перемотке под натяжением с целью исключения точек, в которых механическая прочность равна или ниже заданного уровня.
22.2. Условия проведения испытания
Испытание проводится в нормальных атмосферных условиях в соответствии с ГОСТ 28198.
22.3. Общие требования к испытаниям
22.3.1. Пробное испытание должно соответствовать одному из следующих способов:
а) постоянное напряжение;
б) постоянное удлинение;
в) постоянная деформация изгиба.
22.3.2. Перемотку при постоянном напряжении и постоянном удлинении применяют для волокон с первичным и вторичным покрытиями, модуль упругости и толщина которых достаточны для того, чтобы выдержать действующие на них линейные и радиальные силы и защитить поверхность волокна от действия разрушительных радиальных напряжений. В противном случае применяют испытание на постоянную деформацию изгиба.
а) постоянное напряжение;
б) постоянное удлинение;
в) постоянная деформация изгиба.
22.3.2. Перемотку при постоянном напряжении и постоянном удлинении применяют для волокон с первичным и вторичным покрытиями, модуль упругости и толщина которых достаточны для того, чтобы выдержать действующие на них линейные и радиальные силы и защитить поверхность волокна от действия разрушительных радиальных напряжений. В противном случае применяют испытание на постоянную деформацию изгиба.
22.3.3. Уровень нагрузки при перемотке устанавливают с учетом поправки на влияние защитных покрытий оптического волокна.
22.3.4. Колебания напряжения в отдающем и приемном устройствах для волокна не должны передаваться в испытательную зону устройства.
22.3.5. Скорость прохождения волокна через устройство и конструкция устройства должны быть таковы, чтобы волокно было нагружено в течение времени, установленном в технических условиях
22.4. Перемотка при постоянном напряжении
22.4.1. Устройство для проведения испытания
Устройство для перемотки при постоянном напряжении должно соответствовать черт.7. А и С - ведущие колеса или шкивы, В - свободно вращающееся колесо или шкив, лежащее в плоскости двух других, свободное перемещение которого ограничивается вертикальной линией, проходящей через его ось. Груз
, приложенный к 
, создает растягивающее усилие 
. Важно, чтобы коэффициент трения покоя между оптическим волокном и колесами А, В и С был высок, и для того, чтобы свести к минимуму проскальзывание, могут использоваться, например, прижимные ремни. Одно из колес имеет постоянную угловую скорость, причем положение по вертикали колеса В достигается варьированием скорости колеса С. Натяжение за пределами участка 
не должно превышать 10% испытательного натяжения . Диаметр колес должен быть таков, чтобы напряжение, возникающее при изгибе в любой точке, не превышало 10% испытательного значения.
Устройство для перемотки с постоянным напряжением
Устройство для перемотки при постоянном напряжении должно соответствовать черт.7. А и С - ведущие колеса или шкивы, В - свободно вращающееся колесо или шкив, лежащее в плоскости двух других, свободное перемещение которого ограничивается вертикальной линией, проходящей через его ось. Груз
, приложенный к , создает растягивающее усилие . Важно, чтобы коэффициент трения покоя между оптическим волокном и колесами А, В и С был высок, и для того, чтобы свести к минимуму проскальзывание, могут использоваться, например, прижимные ремни. Одно из колес имеет постоянную угловую скорость, причем положение по вертикали колеса В достигается варьированием скорости колеса С. Натяжение за пределами участка не должно превышать 10% испытательного натяжения . Диаметр колес должен быть таков, чтобы напряжение, возникающее при изгибе в любой точке, не превышало 10% испытательного значения.Устройство для перемотки с постоянным напряжением
 | |
| 210 × 178 пикс. Открыть в новом окне | |
Черт.7
22.4.2. Проведение испытания
Оптическое волокно должно проходить через устройство, как показано на черт.7, со скоростью, соответствующей продолжительности испытания, указанной в технических условиях.
Масса груза , действующего на колесо или шкив В, должна соответствовать указанной в технических условиях.
22.4.3. Оценка результатов
После испытания необходимо проверить целостность оптического волокна с помощью оптического рефлектометра или другого средства для обнаружения трещин. В волокне не должно быть трещин.
Оптическое волокно должно проходить через устройство, как показано на черт.7, со скоростью, соответствующей продолжительности испытания, указанной в технических условиях.
Масса груза
, действующего на колесо или шкив В, должна соответствовать указанной в технических условиях.22.4.3. Оценка результатов
После испытания необходимо проверить целостность оптического волокна с помощью оптического рефлектометра или другого средства для обнаружения трещин. В волокне не должно быть трещин.
22.5. Перемотка с постоянным удлинением
22.5.1. Устройство для проведения испытания
Устройство для перемотки с постоянным удлинением должно соответствовать черт.8; А и В - колеса или шкивы, у которых при вращении разность окружных скоростей создает требуемое напряжение.
Устройство для перемотки с постоянным удлинением
Устройство для перемотки с постоянным удлинением должно соответствовать черт.8; А и В - колеса или шкивы, у которых при вращении разность окружных скоростей создает требуемое напряжение.
Устройство для перемотки с постоянным удлинением
 | |
| 225 × 92 пикс. Открыть в новом окне | |
Черт.8
Разность скоростей достигают за счет установки колес одинакового номинального диаметра, вращающихся с разностью угловых скоростей, обеспечивающей требуемый уровень удлинения, или установкой колес с диаметрами в соотношении, обеспечивающем требуемый уровень удлинения, при этом колеса должны вращаться с одинаковой угловой скоростью. Коэффициент статического трения между оптическим волокном и колесами должен быть достаточно высок для того, чтобы снизить до минимума проскальзывание; допускается использование прижимных ремней или других приспособлений подобного типа. Удлинение за пределами участка не должно превышать 10% испытательного значения. Диаметры колес должны быть такими, чтобы удлинение при изгибе в любой точке не превышало 10% испытательного значения.
22.5.2. Проведение испытания
Удлинение должно устанавливаться в соответствии с требованиями технических условий путем регулирования скорости колес для получения требуемой разности скоростей вращения или путем установки колес с требуемой разностью диаметров.
Оптическое волокно должно проходить через устройство для перемотки с удлинением со скоростью, соответствующей времени испытания, указанному в технических условиях.
22.5.3. Оценка результатов
После испытания необходимо проверить на целостность оптическое волокно с помощью оптического рефлектометра или другого средства для обнаружения обрывов. В волокне не должно быть обрывов.
не должно превышать 10% испытательного значения. Диаметры колес должны быть такими, чтобы удлинение при изгибе в любой точке не превышало 10% испытательного значения.22.5.2. Проведение испытания
Удлинение должно устанавливаться в соответствии с требованиями технических условий путем регулирования скорости колес для получения требуемой разности скоростей вращения или путем установки колес с требуемой разностью диаметров.
Оптическое волокно должно проходить через устройство для перемотки с удлинением со скоростью, соответствующей времени испытания, указанному в технических условиях.
22.5.3. Оценка результатов
После испытания необходимо проверить на целостность оптическое волокно с помощью оптического рефлектометра или другого средства для обнаружения обрывов. В волокне не должно быть обрывов.