CN113970822B - 一种不锈钢管光单元衰减改善装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种不锈钢管光单元衰减系数改善装置，包括依次设置的放线架、放线舞蹈轮组、牵引装置、螺旋式调节轮组、收线舞蹈轮组、收线架，所述放线舞蹈轮组上设置有调节张力的配重砝码，所述螺旋式调节轮组包括数个调节轮，光单元依次穿设通过数个调节轮，所述光单元在所述螺旋式调节轮组内呈线性轨迹地前进，以实现光单元内光纤的疏导及重组过程。本申请中的不锈钢管光单元在放线舞蹈轮组及螺旋式调节轮组的双重作用下，其内部的光纤得到了重新的梳理，可有效降低光纤微弯损耗与宏弯损耗，从而有效改善了光单元衰减系数。

Description

一种不锈钢管光单元衰减改善装置及其方法

技术领域

本发明属于光通信技术领域，具体地说，涉及一种不锈钢管光单元衰减改善装置及其方法。

背景技术

不锈钢管光纤单元被广泛应用于光纤复合架空地线(OPGW)、光电复合缆及海底光缆等光缆系统中，具有通信容量大、通信质量高和抗干扰能力强等特点，在国际通信中起着至关重要的作用。在大容量传输系统中，光缆的衰减系数大小直接影响着光缆通信距离和传输容量，光纤衰减系数作为传输性能重要参数在成缆和敷设施工各个阶段中得到精确的控制。

光单元生产制造过程，在激光焊接钢带时将光纤和触变性阻水吸氢纤膏注入，纤膏直接与光纤相容，为光纤提供缓冲保护和密封阻水与吸氢的作用，成型后的钢管经过张力轮大张力弹性拉伸后回弹，产生光纤余长，光纤在钢管内空间分布呈螺旋状或正弦波状分布，最终成型光单元。光单元生产过程中，光纤在套管内呈螺旋弯曲状分布，产生微米级芯包界面的凸起或凹陷，其轴心发生偏移，光功率沿光纤长度连续地传输时发生微弯损耗或宏弯损耗，从而造成光单元衰减系数增大。根据光缆的应用场景，为保证光缆的力学性能，通常光单元的技术要求光纤余长可达到4-6‰。在较大余长的光单元生产过程中，常常会由于光纤微弯损耗与宏弯损耗过大，造成光单元的衰减系数增大，系统光性能的设计冗余被消耗，致使造成光单元库存甚至报废，给工业生产造成较大的经济损失。不锈钢管光单元是光缆保护光纤的第一层屏障，光纤经过一定的放线张力与纤膏被引入套管中，套管通过张力轮拉拔而被拉伸，张力轮释放张力后套管回弹，光纤在套管内呈螺旋状或正弦状分布形成一定余长。

光单元生产过程中，常常因放线张力、纤膏填充稳定性、钢管拉拔系数和轮牵张力等因素的影响，光纤在钢管套管内的分布不是呈舒展的螺旋状和正弦波状分布，而是不均匀、离散的分布在套管中，有着较差的光纤余长一致性，光纤余长出现局部不均匀等缺陷，这种分布状态致使光纤受力不均匀，应力集中，微弯损耗过大导致光单元衰减系数超标，造成不合格产品的流出。行业内普遍通过静置处理的方法，等待纤膏冷却，光纤释放一定内应力定型后，光纤衰减一般呈现小幅下降或改善，但是不能从本质上较大大幅度改善，进而有效降低光单元衰减系数，综上，缺乏一种能够有效改善光单元衰减系数的装置和方法。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种不锈钢管光单元衰减改善装置及其方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种不锈钢管光单元衰减改善装置，包括依次设置的放线架、放线舞蹈轮组、牵引装置、螺旋式调节轮组、收线舞蹈轮组、收线架，所述放线舞蹈轮组上设置有调节张力的配重砝码，所述螺旋式调节轮组包括数个调节轮，光单元依次穿设通过数个调节轮，所述光单元在所述螺旋式调节轮组内呈线性轨迹地前进，以实现光单元内光纤的疏导及重组过程。

进一步的，所述螺旋式调节轮组依次设置有相互成一角度的第一调节轮、第二调节轮、第三调节轮、第四调节轮、第五调节轮、第六调节轮，所述光单元通过所述螺旋式调节轮组时依次交替穿设通过所述第一调节轮、所述第二调节轮、所述第三调节轮、所述第四调节轮、所述第五调节轮、所述第六调节轮的上轮槽或下轮槽。

进一步的，将所述第一调节轮的下轮槽最低点与所述第六调节轮的上轮槽最高点之间的连线定义出中心线，所述第一调节轮、所述第二调节轮、所述第三调节轮位于所述中心线的上方，所述第四调节轮、所述第五调节轮、所述第六调节轮位于所述中心线的下方。

进一步的，所述第一调节轮与所述中心线呈15°夹角布置，所述第二调节轮平行于所述中心线且与所述第一调节轮呈115°夹角布置，所述第三调节轮与所述第一调节轮关于所述第二调节轮中轴线对称，所述第四调节轮与所述中心线呈15°夹角布置，所述第五调节轮平行于所述中心线且与所述第四调节轮呈115°夹角布置，所述第六调节轮与所述第四调节轮关于所述第五调节轮中轴线对称。

进一步的，所述第二调节轮的平面高度低于所述第一调节轮的平面高度，所述第一调节轮、所述第三调节轮、所述第五调节轮的平面高度相同，所述第二调节轮、第四调节轮、第六调节轮的平面高度相同。

进一步的，所述放线舞蹈轮组还包括支架、摆臂、两个相同的放线舞蹈轮，所述摆臂可调节角度的设置在所述支架上，两所述放线舞蹈轮分别设置在所述摆臂两端，所述配重砝码设置在所述摆臂上。

进一步的，所述光单元通过所述放线舞蹈轮组时依次交替穿设在两所述放线舞蹈轮的上轮槽或下轮槽。

进一步的，还包括导向井字架，所述放线舞蹈轮组与所述牵引装置之间、所述牵引装置与所述螺旋式调节轮组之间、所述螺旋式调节轮组与所述收线舞蹈轮组之间均平行的设置有所述导向井字架。

进一步的，还包括机械计米轮，所述机械计米轮设置在所述牵引装置与所述螺旋式调节轮组之间。

本发明还提供了一种不锈钢管光单元衰减改善方法，包括如下步骤:

步骤一，所述光单元通过所述放线舞蹈轮组的大张力拉伸后回弹，克服触变性纤膏的阻尼作用，重新分配所述光单元内混乱不均匀的光纤，使光纤趋于一致并释放应力；

步骤二，所述光单元呈螺旋型穿过所述螺旋式调节轮组，使得离散、不均匀的光纤呈螺旋型或波形分布，以减小所述光纤的微弯损耗与宏弯损耗。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：首先，本申请中的不锈钢管光单元套管在放线舞蹈轮组处可发生弹性拉伸后回弹，光纤应力得以释放，光纤受力均匀，使得余长分布不均匀的光纤得以重新梳理，光纤余长趋于一致，呈正态分布；其次，不锈钢管光单元经过螺旋式调节轮组后，疏导了套管内离散、不均匀分布的光纤，使光纤在套管内顺畅的呈螺旋型或正弦波型分布；再次，通过放线舞蹈轮组及螺旋式调节轮组的双重作用，可有效降低光纤微弯损耗与宏弯损耗，从而有效改善了光单元衰减。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中螺旋式调节轮组的主视图；

图3为本发明中螺旋式调节轮组的俯视图。

附图中涉及的附图标记和组成部分说明：

10-放线架；20-放线舞蹈轮组；21-支架；22-摆臂；23-放线舞蹈轮；24-配重砝码；30-导向井字架；40-牵引装置；50-机械计米轮；60-螺旋式调节轮组；61-第一调节轮；62-第二调节轮；63-第三调节轮；64-第四调节轮；65-第五调节轮；66-第六调节轮；70-收线舞蹈轮组；80-收线架。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本量子膜发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1，一种不锈钢管光单元衰减改善装置，包括依次设置的放线架10、放线舞蹈轮组20、牵引装置40、螺旋式调节轮组60、收线舞蹈轮组70、收线架80，放线舞蹈轮组20上设置有调节张力的配重砝码24，螺旋式调节轮组60包括数个调节轮，光单元依次穿设通过数个调节轮，光单元在螺旋式调节轮组60内呈线性轨迹地前进，以实现光单元内光纤的疏导及重组过程，具体的是，光单元放线架10为不锈钢管光单元提供稳定的放线，牵引装置40为皮带牵引装置，其为光单元提供稳定的牵引动力。

参考图2及图3，螺旋式调节轮组60依次设置有相互成一角度的第一调节轮61、第二调节轮62、第三调节轮63、第四调节轮64、第五调节轮65、第六调节轮66，各调节轮在周径方向均开设有轮槽，将第一调节轮61的下轮槽最低点与第六调节轮66的上轮槽最高点之间的连线定义出中心线，第一调节轮61、第二调节轮62、第三调节轮63位于中心线的上方，第四调节轮64、第五调节轮65、第六调节轮66位于中心线的下方。

第一调节轮61与中心线呈15°夹角布置，第二调节轮62平行于平面中心线且与第一调节轮61呈115°夹角布置，第三调节轮63与第一调节轮61关于第二调节轮62中轴线对称，第四调节轮64与中心线呈15°夹角布置，第五调节轮65平行于平面中心线且与第四调节轮64呈115°夹角布置，第六调节轮66与第四调节轮64关于第五调节轮65中轴线对称，此外，各调节轮的直径约为400mm，各调节轮的间隔距离约为100mm。

第一调节轮61、第三调节轮63、第五调节轮65的平面高度相同，第二调节轮62、第四调节轮64、第六调节轮66的平面高度相同。第二调节轮62的平面高度低于第一调节轮61的平面高度，具体的是，第二调节轮62的平面高度低于第一调节轮61约200mm。

光单元通过螺旋式调节轮组60时依次交替穿过第一调节轮61、第二调节轮62、第三调节轮63、第四调节轮64、第五调节轮65、第六调节轮66的上轮槽或下轮槽，具体的是，光单元穿设路径为：从第一调节轮61上轮槽处穿入，其后依次穿设第二调节轮62下轮槽、第三调节轮63上轮槽、第四调节轮64下轮槽、第五调节轮65上轮槽，最后由第六调节轮66下轮槽处穿出，可以理解的是，亦可采用与上述相反的穿设方式。光单元呈空间螺旋型经过各个调节轮组后，有效地克服触变型纤膏的阻尼作用，疏导套管内离散、不均匀分布的光纤，使光纤在套管内顺畅的呈螺旋型或正弦波型分布，减小光纤微弯损耗与宏弯损耗，从而有效改善光单元衰减。在应用过程中，各调节轮之间的高度和间距在此基础上可根据实际需求进行调整，从而达到不同的改善效果。

再次参考图1，放线舞蹈轮组20包括配重砝码24、支架21、摆臂22、两个相同的放线舞蹈轮23，摆臂22可调节角度的设置在支架21上，两放线舞蹈轮分别设置在摆臂22两端，配重砝码24设置在摆臂22上。进一步的，光单元通过放线舞蹈轮组时依次交叉穿设在两放线舞蹈轮的上轮槽或下轮槽，具体的是，光单元从靠近放线架10一侧的放线舞蹈轮的上轮槽穿入，从远离放线架10一侧的放线舞蹈轮的下轮槽穿出，值得注意的是，亦可采用相反的穿设方式。放线舞蹈轮组20增加配重砝码24，可对光单元施加大张力的拉伸使之发生弹性形变，克服触变型纤膏的阻尼作用，光单元通过该装置后，在套管内发生回弹并释放张力，套管内离散、分布不规律的光纤重新梳理分配，重新梳理分配后光纤呈正态分布，光纤余长趋于均匀，释放光纤应力，降低光纤微弯损耗，从而改善光单元衰减。通过施加不同张力，套管发生不同程度的弹性形变量，即可对衰减超标的光单元达到不同程度的改善效果。

在本实施例中，收线舞蹈轮组70采用与放线舞蹈轮组20相同的结构，与放线舞蹈轮组20相比其并未布置配重砝码24，在实际的使用过程中亦可根据实际的功用来增设配重砝码24，收线舞蹈轮23以恒定张力对光单元进行收线，保证光单元收排线质量即可。

再次参考图1，还包括导向井字架30，放线舞蹈轮组20与牵引装置40之间、牵引装置40与螺旋式调节轮组60之间、螺旋式调节轮组60与收线舞蹈轮组之间均设置有导向井字架30。导向井字架30固定于引导光单元的路径上，以约束光单元的行走路径。

再次参考图1，还包括机械计米轮50，机械计米轮50设置在牵引装置40与螺旋式调节轮组60之间。以实现对对光单元进行精确计量米数，以提高加工尺寸的精确性。

光单元依次穿过放线架10、放线舞蹈轮组20、导向井字架30、牵引装置40、机械记米轮50、导向井字架30、螺旋式调节轮组60、导向井字架30、收线舞蹈轮组70、收线架80，以实现光单元最终的梳理调整过程。

本申请还提供了一种不锈钢管光单元衰减改善方法，包括如下步骤:

步骤一，所述光单元通过放线舞蹈轮组20的大张力拉伸后回弹，克服触变性纤膏的阻尼作用，重新分配所述光单元内混乱不均匀的光纤，使光纤余长趋于均匀并释放应力，降低光纤微弯损耗；

步骤二，所述光单元呈螺旋型穿过所述螺旋式调节轮组60，使得离散、不均匀的光纤呈螺旋型或波形分布，以进一步减小所述光纤的微弯损耗与宏弯损耗，具体的是，该波形为正弦波形。

上述方法主要通过光单元在放线舞蹈轮组20处大张力放线产生弹性拉伸后回弹和螺旋式调节轮组60两种方式改善，在双重方式的改善下降低套管内光纤微弯损耗与宏弯损耗，达到改善光单元衰减的效果。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种不锈钢管光单元衰减改善装置，其特征在于，包括依次设置的放线架、放线舞蹈轮组、牵引装置、螺旋式调节轮组、收线舞蹈轮组、收线架，所述放线舞蹈轮组上设置有调节张力的配重砝码，所述螺旋式调节轮组包括数个调节轮，光单元依次穿设通过数个调节轮，所述光单元在所述螺旋式调节轮组内呈线性轨迹地前进，以实现光单元内光纤的疏导及重组过程；

所述螺旋式调节轮组依次设置有相互成一角度的第一调节轮、第二调节轮、第三调节轮、第四调节轮、第五调节轮、第六调节轮，所述光单元通过所述螺旋式调节轮组时依次交替穿设通过所述第一调节轮、所述第二调节轮、所述第三调节轮、所述第四调节轮、所述第五调节轮、所述第六调节轮的上轮槽或下轮槽；将所述第一调节轮的下轮槽最低点与所述第六调节轮的上轮槽最高点之间的连线定义出中心线，所述第一调节轮、所述第二调节轮、所述第三调节轮位于所述中心线的上方，所述第四调节轮、所述第五调节轮、所述第六调节轮位于所述中心线的下方；所述第一调节轮与所述中心线呈15°夹角布置，所述第二调节轮平行于所述中心线且与所述第一调节轮呈115°夹角布置，所述第三调节轮与所述第一调节轮关于所述第二调节轮中轴线对称，所述第四调节轮与所述中心线呈15°夹角布置，所述第五调节轮平行于所述中心线且与所述第四调节轮呈115°夹角布置，所述第六调节轮与所述第四调节轮关于所述第五调节轮中轴线对称。

2.如权利要求1所述的一种不锈钢管光单元衰减改善装置，其特征在于，所述第二调节轮的平面高度低于所述第一调节轮的平面高度，所述第一调节轮、所述第三调节轮、所述第五调节轮的平面高度相同，所述第二调节轮、第四调节轮、第六调节轮的平面高度相同。

3.如权利要求1所述的一种不锈钢管光单元衰减改善装置，其特征在于，所述放线舞蹈轮组还包括支架、摆臂、两个相同的放线舞蹈轮，所述摆臂可调节角度的设置在所述支架上，两所述放线舞蹈轮分别设置在所述摆臂两端，所述配重砝码设置在所述摆臂上。

4.如权利要求3所述的一种不锈钢管光单元衰减改善装置，其特征在于，所述光单元通过所述放线舞蹈轮组时依次交替穿设在两所述放线舞蹈轮的上轮槽或下轮槽。

5.如权利要求1所述的一种不锈钢管光单元衰减改善装置，其特征在于，还包括导向井字架，所述放线舞蹈轮组与所述牵引装置之间、所述牵引装置与所述螺旋式调节轮组之间、所述螺旋式调节轮组与所述收线舞蹈轮组之间均平行的设置有所述导向井字架。

6.如权利要求1所述的一种不锈钢管光单元衰减改善装置，其特征在于，还包括机械计米轮，所述机械计米轮设置在所述牵引装置与所述螺旋式调节轮组之间。

7.一种不锈钢管光单元衰减改善方法，其包括如权利要求1-6任一项所述的一种不锈钢管光单元衰减改善装置，包括如下步骤:

步骤一，所述光单元通过所述放线舞蹈轮组的大张力拉伸后回弹，克服触变性纤膏的阻尼作用，重新分配所述光单元内混乱不均匀的光纤，使光纤趋于一致并释放应力；

步骤二，所述光单元呈螺旋型穿过所述螺旋式调节轮组，使得离散、不均匀的光纤呈螺旋型或波形分布，以减小所述光纤的微弯损耗与宏弯损耗。