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          光纖熔接技術

          研發背景

                 光纖產業是國家重點支持和發展的戰略產業,光纖熔接技術轉化成的產品光纖熔接機作為光纖生產、測試和應用的配套儀器,市場前景十分看好。日本藤倉、古河等公司在光纖熔接技術領域研究起步很早,目前處于技術領先地位。


          技術突破

                 在圖像采集與處理、光纖對準、高壓放電和環境補償這幾個方面深入研究,并應用于擁有自主知識產權的光纖熔接機產品中,突破了國內同類產品放電電弧穩定性較差、光纖對準精度粗、光纖圖像顯示模糊和無法顯示纖芯等缺陷。


          實現的原理和途徑

                 通過雙高分辨率CMOS采集光纖圖像數據,采用高性能ARM和FPGA為核心芯片搭建硬件控制平臺,首先通過FPGA對光纖圖像數據進行中值濾波和乒乓變換,然后通過ARM控制微位移機構實現光纖精確對準,采用交直流高壓放電方式,通過12bit DAC控制放電電壓,同時根據氣壓、溫度等環境因素實時補償放電電流,實現光纖的低損耗熔接。


          技術指標

          a) 適用光纖:符合ITU-T G.651~G.653、G.655、G.657規定的光纖

          b) 包層直徑:100μm~150μm

          c) 光纖芯數:單芯

          d) 平均損耗:0.02dB(SM,同根光纖);0.01dB(MM,典型值)

          0.04dB(DS,典型值);0.04dB(NZDS,典型值)

          e) 熔接時間:8s(典型值)

          f) 加熱時間:25s(典型值)

          g) 光纖切割長度:8mm~16mm

          h) 光纖放大倍數:水平雙顯圖像放大152倍、單顯圖像放大為304倍

          i) 工作環境:溫度:-10℃~50℃;海拔:0~5km;相對濕度:0~95%(高溫不結露)

          j) 主機尺寸:≤160mm×150mm×140mm

          k) 重量:≤2.8kg

          l) 供電方式:交流100~240V,鋰電池包11.1V

          m) 鋰電池待機時間:≥4h

          n) 電極使用壽命:3000次

          o) 可靠性:MTBF(θ0)≥3000h

          p主機功耗:≤30W


          技術特點

                 我單位已經成功將光纖熔接技術應用于AV6471和AV6471A這兩款產品,與國內民用領域技術相比具有以下幾個方面特點和優勢:

                 ●采用交直流放電技術,通過12bit DAC控制放電電壓,同時根據氣壓、溫度等環境因素實時補償放電電流,電弧穩定、環境適應性強,達到國內領先水平。

                 ●采用柔性鉸鏈的微位移機構方式實現光纖精確對準,大大簡化了光纖對準系統,屬于國內首創。

                 ● 采用基于雙CMOS圖像傳感器的采集光纖圖像,配合5.7英寸高亮液晶,實現640*480的圖像顯示分辨率,提高了光纖的對準精度。目前,國內同類產品一般使用320*240的圖像顯示分辨率。

                 ● 采用高性能ARM和FPGA為核心芯片搭建硬件控制平臺,配以多任務實時操作系統uc/os-ii,產品功能強大,顯示清晰、接口豐富,菜單操作與熔接速度快。

                 放電電極選用高抗氧化的鎢合金材料,采用先進尖端處理工藝,有效地解決了純鎢材料電極容易燒蝕和氧化的問題,大幅提高了放電電極壽命,使用壽命可達3000次。


          預期效益

                 光纖熔接技術及其轉化的產品光纖熔接機,不但可用于光纖陀螺、水聽器、潛艇等國防領域的特種光纖熔接,而且其廣泛用于民用光纜線路工程施工、線路維護、應急搶修、光纖器件的生產以及科研院所的教學研究中。市場容量大,預計中國的市場需要量高達30000-40000臺/年。

                 本技術轉化的產品是AV6471和AV6471A兩款光纖熔接機關鍵指標達到國外先進水平,已累計銷售超過萬臺,同時對國內該領域的技術發展產生了推動作用,具有良好的經濟效益和社會效益。

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