Оптички влакна: Техничка анализа и решенија за инспекција за високо-перформансен комуникациски пренос

I. Структурни карактеристики и основни предности на оптичките влакнести кабли

Како „нервна мрежа“ за пренос на информации, оптичките кабли постигнуваат ефикасен и стабилен пренос на сигнал преку нивната софистицирана повеќеслојна композитна структура:

Тридимензионална композитна архитектура

Од највнатрешниот до најнадворешниот:

● Јадро: Едномодно или повеќемодно оптичко влакно со дијаметар на јадрото од 9μm (едномодно) или 50/62,5μm (повеќемодно). Направено од ултрачист силициум диоксид (чистота >99,999%), постигнува мала загуба од 0,2dB/km на бранова должина од 1550nm.

● Тампон слој: Цврста или лабава структура на цевката со UV-стврднат премаз од акрилна смола (дебелина од 50-100 μm), кој обезбедува механичка заштита и термичко тампонирање.

● Зајакнувачки слој: Оклоп од арамидни влакна или челична жица со затегнувачка цврстина што надминува 1000N, што обезбедува отпорност на затегнување и страничен притисок за време на поврзувањето на каблите.

● Надворешна обвивка: Полиетилен (PE) или пламен-отпорен PVC со тврдост според Shore од 60A и отпорност на пукнатини од стрес на околината (ESCR) ≥1000 часа.

Пробив во перформансите на менувачот

Едномодните влакна покажуваат коефициент на дисперзија

Прилагодливост на животната средина

Зајакнатиот дизајн на кабелот гарантира дека може да издржи:

● Механички стрес: Сила на сплескање ≥3000N/100mm (тип GYTA53), погодна за сложени средини за поставување како директно закопување и инсталација на канали.

● Екстремни температури: Стабилни перформанси помеѓу -40℃ и +70℃, со варијација на слабеењето на влакната

● Хемиска корозија: Надворешната обвивка е отпорна на корозија од солено прскање (5% раствор на NaCl, 1000h) достигнувајќи го стандардот ISO 9227 од 8 степен.

II. Видови и опасности од површински дефекти кај оптичките кабли

За време на производството со екструзија со голема брзина (брзина на линијата до 50 m/min), следниве дефекти може да ги влошат перформансите на кабелот:

● Микробвиткување на оптички влакна: Локално свиткување со радиус 0,5 dB, што сериозно влијае на квалитетот на сигналот на долги растојанија.

● Гребнатини на обвивката: Линеарно оштетување со длабочина >0,2 mm, склоно кон промашување на детекцијата поради пречки од рефлекција при големи брзини.

● Пукнатина на армирачкиот слој: Пукнатина на арамидните влакна што надминува 5%, скриена од повеќеслојни структури.

● Меурчиња и нечистотии: Меурчиња или карбонизирани честички со дијаметар >0,5 mm, со низок контраст во однос на подлогата.

● Димензионално отстапување: Толеранција на надворешниот дијаметар на обвивката >±0,3 mm, ексцентричност >5%, што бара високопрецизно динамичко откривање на заобленоста.

III. Напредно решение за проверка на површински дефекти на оптички кабел

Со цел прецизна структура и брзо производство на оптички кабли, Advance разви систем за фузија со ласерско скенирање + машински вид за интелигентна контрола на инспекција со полни димензии, инспекција со полни дефекти и инспекција на целиот процес:

(1) Иновација во архитектурата на хардверот

Двоосен ласерски мерач на дијаметар

Користи 635nm полупроводнички ласерски зраци што емитуваат на ±90° за мерење на надворешниот дијаметар на кабелот во реално време. Со фреквенција на земање примероци од 2000 пати/секунда и прецизност од ±0,005 mm, детектира димензионални флуктуации од само 0,01 mm.

Единица за вид со линиско скенирање

Опремен со камера за линиско скенирање од 12k пиксели и телецентричен објектив (резолуција од 5μm/пиксел), во комбинација со син коаксијален извор на светлина (бранова должина од 450nm), јасно ги прикажува микродефектите на површината на обвивката. Со брзина на детекција од 50m/мин, лонгитудиналната резолуција достигнува 0,1mm, идентификувајќи гребнатини мали дури и од 0,05mm.

Модул за инспекција на крајната површина

Интегрира индустриска камера од 5MP и извор на црвена светлина од 650nm. Користејќи алгоритам за автоматско фокусирање (длабочина на поле ±0,2 mm), ја детектира чистотата на крајната површина и геометриските параметри (на пр., рамност

(2) Технологија на основни алгоритми

Алгоритам за реконструкција на 3D дефекти

Гради 3D модел на точкаст облак на површината на кабелот врз основа на мерење на дијаметарот со ласер и визуелни слики. Анализата на закривеност (праг >10mm⁻¹) идентификува дефекти на контурата како микро-вдлабнатини и испакнатини со точност на позиционирање од 0,2 mm, подобрувајќи ја точноста на откривање на дефекти на меурчиња за 40% во споредба со традиционалната рачна инспекција.

Модел за рано предупредување од стрес со оптички влакна

Анализира податоци од мерењето на дијаметарот на ласерот користејќи машинско учење за да воспостави модел на корелација помеѓу дебелината на обвивката и деформацијата на влакната. При откривање на абнормално истенчување на обвивката (

Пресуда за спојување на податоци од повеќе извори

Интегрира повеќедимензионални податоци (надворешен дијаметар, слики од површината, параметри на крајната површина) за да се воспостави сеопфатен систем за бодување на дефекти. На пример, производите со гребнатини на обвивката (длабочина од 0,3 mm) и преголем надворешен дијаметар (+0,5 mm) автоматски се класифицираат како сериозни дефекти и се отфрлаат, избегнувајќи погрешни проценки во една димензионална големина.

(3) Резултати од индустриска примена

При тестирање на производствена линија со капацитет од 5 милиони јадра и километри годишно:

● Ефикасност на инспекција: 100% инспекција со полни димензии при брзина на линија од 40 m/min, 50 пати поефикасно од традиционалното земање примероци.

● Подобрување на квалитетот: Стапката на откривање на грешки при микросвиткување на влакната е намалена од 15% на 1,2%, а поплаките на клиентите поради дефекти на обвивката се намалени за 95%.

● Оптимизација на трошоците: Годишна заштеда на трошоци за работна сила од 82.000 американски долари по линија, намален отпад од влакна за 8.000 јадро-километри.

IV. Идни трендови: Интелигентна инспекција и координација на процесите

Advance промовира длабока интеграција на инспекциските системи со опремата за производство на кабли преку протоколот OPC UA:

● Динамичко прилагодување на параметрите за екструзија: Автоматски ја прилагодува брзината на завртката (±1 вртежи во минута) и брзината на влечење (±0,2 м/мин) врз основа на податоците за надворешниот дијаметар, подобрувајќи ја униформноста на дебелината на обвивката на ±2%.

● Анализа на следливост на дефекти: Воспоставува база на податоци „процес на дефекти-мувла“, автоматски поттикнува чистење/замена на калапот кога дефект (на пр., периодични гребнатини) се појавува 3 пати по ред, намалувајќи го времето на застој за 30%.

● Управување со дигитални близнаци: Генерира дигитални архиви со повеќе од 100.000 точки на податоци за инспекција по кабелска макара, поддржува скенирање на QR кодови за извештаи за предвидување на перформансите на преносот и ја зголемува довербата во брендот.

Оптимизацијата на перформансите на оптичките кабли се потпира на иновативни технологии за прецизна инспекција. Advance обезбедува заштита од крај до крај, од идентификација на дефекти до оптимизација на процесите, со точност на микронско ниво и интелигентни решенија, помагајќи им на претпријатијата да изградат ефикасни и сигурни „основи на оптичка мрежа“ во ерата на 5G/6G.