CN115718039A - 光纤弯曲抗张强度测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤检测技术领域，公开了一种光纤弯曲抗张强度测试装置及方法，光纤弯曲抗张强度测试装置包括机体，相对地设置于机体上的第一测试座和第二测试座，第二测试座能够沿X方向靠近/远离第一测试座，光纤样品的两端分别设置于第一测试座和第二测试座上，还包括加力测试平台和第三测试座，加力测试平台位于第一测试座与第二测试座之间，第三测试座设置在加力测试平台上并沿Y方向移动，第三测试座用于推动光纤样品弯曲。该光纤弯曲抗张强度测试装置及方法解决了现有光纤测试形式不够充分的技术问题。

Description

光纤弯曲抗张强度测试装置及方法

技术领域

本发明涉及光纤检测技术领域，尤其涉及一种光纤弯曲抗张强度测试装置及方法。

背景技术

随着国家通信系统的发展，光纤因其低损耗、抗干扰能力强等诸多优点被大量地应用于国内外通信工程中。由于光纤其主要组成材料为二氧化硅，当光纤受到弯曲或较大的张力后极易出现断裂的情况，光缆中的光纤出现断裂的维修过程十分繁琐且维修价格高昂。

鉴于光纤易断裂这一属性，目前对各类光纤抗张性能指标进行了明确要求。首先需制备长度为1m的光纤作为待测样品，然后将光纤样品的两端分别固定在拉伸机的夹具上，通过电脑设定拉伸机夹具移动速率可使光纤按照其长度方向进行拉伸，以将拉伸应力附加于光纤样品上，直到光纤样品出现断裂，最后由电脑记录其断裂点的力值，从而计算出光纤的抗张强度。

基于上文能够测量出光纤垂直状态下的纵向抗张强度，但在光纤的实际应用中，光缆处于多根搅合光纤旋拧在一起的状态，当光缆完成敷设后光缆受力从而使光缆内光纤受到张力作用，因此时的光纤并没有处于一个垂直的状态，仅通过对光纤垂直状态下的抗张强度进行测试是不够充分的，故亟待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤弯曲抗张强度测试装置及方法，解决了现有光纤测试形式不够充分的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种光纤弯曲抗张强度测试装置，包括机体，相对地设置于所述机体上的第一测试座和第二测试座，所述第二测试座能够沿X方向靠近/远离所述第一测试座，光纤样品的两端分别设置于所述第一测试座和所述第二测试座上，还包括：

加力测试平台，其位于所述第一测试座与所述第二测试座之间；及

第三测试座，设置在所述加力测试平台上并沿Y方向移动，所述第三测试座用于推动所述光纤样品弯曲。

作为光纤弯曲抗张强度测试装置的一种优选方案，所述X方向与所述Y方向相垂直。

作为光纤弯曲抗张强度测试装置的一种优选方案，所述第三测试座包括第一移动块，所述第一移动块上设置有加力测试传感器，所述加力测试传感器上设置有第三测试轮，所述第三测试轮的周侧与所述光纤样品相抵接，所述加力测试平台上设置有与所述第一移动块相连的第一驱动件，所述第一驱动件被配置为带动所述第三测试轮沿所述Y方向移动。

作为光纤弯曲抗张强度测试装置的一种优选方案，所述第一测试座与所述第二测试座之间设置有与所述加力测试平台连接的加力测试移动平台，所述加力测试移动平台用于带动所述加力测试平台沿所述X方向移动。

作为光纤弯曲抗张强度测试装置的一种优选方案，所述第一测试座包括固定块，所述固定块上设置有张力测试传感器，所述张力测试传感器上设置有第一测试轮，所述光纤样品的一端绕设于所述第一测试轮周侧。

作为光纤弯曲抗张强度测试装置的一种优选方案，所述第二测试座包括第二移动块，所述第二移动块上设置有第二测试轮，所述第一测试轮与所述第二测试轮沿所述X方向相对布置，所述光纤样品的另一端绕设于所述第二测试轮周侧，所述机体上设置有与所述第二移动块相连的移动测试平台，所述机体上设置有与所述移动测试平台相连的第二驱动件，所述第二驱动件被配置为带动所述第二测试轮沿所述X方向移动。

作为光纤弯曲抗张强度测试装置的一种优选方案，所述机体上设置有导向所述移动测试平台沿所述X方向移动的导向机构。

作为光纤弯曲抗张强度测试装置的一种优选方案，所述机体上设置有控制器，所述控制器与所述加力测试传感器和所述张力测试传感器电连接，所述控制器还与所述第一驱动件和所述第二驱动件电连接。

本发明还提供一种光纤弯曲抗张强度测试方法，采用上述的光纤弯曲抗张强度测试装置，光纤弯曲抗张强度测试方法包括以下步骤：

选取或制备光纤样品；

将所述光纤样品的两端缠绕在第一测试轮和第二测试轮的周侧上，根据张力测试传感器调整所述光纤样品在初始状态下的张力大小，使所述光纤样品处于受力状态后，将所述张力测试传感器的力值归零；

使第三测试轮的周侧与所述光纤样品相切，并通过第二驱动件沿Y方向带动所述第三测试轮进行推进，以使所述光纤样品处于不同程度的弯曲状态后持续推进所述第三测试轮直至所述光纤样品断裂；

根据加力测试传感器和张力测试传感器测得的所述光纤样品的断裂力值计算出所述光纤样品不同弯曲状态的抗张强度测试。

作为光纤弯曲抗张强度测试方法的一种优选方案，调节加力测试移动平台带动加力测试平台沿X方向移动，测得所述光纤样品在不同位置下弯曲状态的抗张强度测试。

本发明的有益效果：本发明提供的一种光纤弯曲抗张强度测试装置，通过将光纤样品的两端分别设置在第一测试座和第二测试座上，调节第三测试座与光纤样品相接处，驱动第三测试座沿Y方向在加力测试平台上移动，以此推动光纤样品逐步弯曲，从而可实现光纤弯曲状态下抗张强度测试，使光纤的抗张性能测试更加充分且全面。

本发明提供的一种光纤弯曲抗张强度测试方法，基于上述的光纤弯曲抗张强度测试装置，因而该光纤弯曲抗张强度测试方法的有益效果与光纤弯曲抗张强度测试装置的有益效果一致，故在此不再详细赘述。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中光纤弯曲抗张强度测试装置的结构示意图。

图中：

1、机体；

2、第一测试座；21、固定块；22、张力测试传感器；23、第一测试轮；

3、第二测试座；31、第二移动块；32、第二测试轮；33、移动测试平台；34、第二驱动件；

4、加力测试平台；41、加力测试移动平台；

5、第三测试座；51、第一移动块；52、加力测试传感器；53、第三测试轮；54、第一驱动件；

6、导向机构；61、滑轨；62、滑块；

7、控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

结合图1所示，本实施例提供了一种光纤弯曲抗张强度测试装置，其包括机体1以及相对地设置于机体1上的第一测试座2和第二测试座3，第二测试座3能够沿X方向靠近/远离第一测试座2，光纤样品的两端分别设置于第一测试座2和第二测试座3上。

具体地，第一测试座2包括固定块21，固定块21固定连接在机体1的底壁上，固定块21上设置有张力测试传感器22，张力测试传感器22上设置有第一测试轮23，张力测试传感器22的测试端与第一测试轮23的转轴同轴线设置，光纤样品的一端绕设于第一测试轮23的周侧上。

第二测试座3包括第二移动块31，第二移动块31位于机体1的顶壁，第二移动块31上设置有第二测试轮32，光纤样品的另一端套设于第二测试轮32的周侧上，第一测试轮23与第二测试轮32沿X方向相对布置，X方向即为竖直方向，机体1上设置有与第二移动块31相连的移动测试平台33，机体1上设置有与移动测试平台33相连的第二驱动件34，第二驱动件34被配置为带动第二测试轮32沿X方向移动。

可以理解的是，通过将待检测的光纤样品的两端分别缠绕在第一测试轮23和第二测试轮32的周侧上，此时光纤样品的长度方向与X方向相平行，启动第二驱动件34带动移动测试平台33沿X方向移动，使第二测试轮32逐渐地远离第一测试轮23，光纤样品沿其长度延伸方向被拉伸，直至光纤样品出现断裂以测得光纤样品垂直状态下的纵向抗张强度。

进一步地，机体1上设置有导向移动测试平台33沿X方向移动的导向机构6。具体地，导向机构6包括多组相互平行的滑轨61，滑轨61竖直布置且一端固设于机体1的顶壁上，移动测试平台33上设置有与多组滑轨61数量匹配的滑块62，滑块62的一侧设置有套槽，滑块62通过套槽滑动嵌设于滑轨61上，以此伴随第二驱动件34的驱动，移动测试平台33沿X方向移动的同时滑块62在滑轨61上滑移，使第二测试轮32的移动过程能够更加稳定。其中，本实施例的滑轨61设置有两组，在其他实施例中还可为一组、三组等，本实施例对此不作具体限定。

示例性地，第二驱动件34为丝杆机构，其他实施例中，第二驱动件34还可为直线电机或者气缸等，凡是能够带动移动测试平台33进行直线运动均可。

由于在光纤的实际应用中，光缆处于多根搅合光纤旋拧在一起的状态，当光缆完成铺设后光缆受力从而使光缆内光纤受到张力作用，因此时的光纤并没有处于一个垂直的状态，仅通过对光纤垂直状态下的抗张强度进行测试是不够充分的。

为解决上述问题，如图1，本实施例的光纤弯曲抗张强度测试装置还包括位于第一测试座2与第二测试座3之间的加力测试平台4，即加力测试平台4位于第一测试轮23和第二测试轮32之间，加力测试平台4上设置有沿Y方向移动的第三测试座5，第三测试座5用于推动光纤样品弯曲。

可以理解的是，通过将光纤样品的两端分别设置在第一测试座2和第二测试座3上，调节第三测试座5与光纤样品相接处，驱动第三测试座5沿Y方向在加力测试平台4上移动，以此推动光纤样品逐步弯曲，从而可实现光纤弯曲状态下抗张强度测试，使光纤的抗张性能测试更加充分且全面。

优选地，X方向与Y方向相垂直，Y方向即水平方向，相较于X方向与Y方向呈夹角设置，垂直推进的推进力度更大。

具体地，第三测试座5包括第一移动块51，第一移动块51上设置有加力测试传感器52，加力测试传感器52上设置有第三测试轮53，加力测试传感器52的测试端与第三测试轮53的转轴同轴线设置，第三测试轮53的轴线垂直于第一测试轮23或第二测试轮32的轴线，光纤样品与第三测试轮53的周侧相抵接，加力测试平台4上设置有于第一移动块51相连的第一驱动件54，第一驱动件54被配置为带动第三测试轮53沿Y方向移动。

其中，本实施例的张力测试传感器22和加力测试传感器52均采用微位移型张力传感器，其通过外力施加负载，使板簧产生位移，探后通过差接变压器检测出张力大小。当然，在其他实施例中也可采用应变片型张力传感器等，本实施例对此不作具体限定。

示例性地，第一驱动件54为丝杆机构，其他实施例中，第二驱动件34还可为直线电机或者气缸等，凡是能够带动第一移动块51进行直线运动均可。

进一步地，第一测试座2与第二测试座3之间设置有与加力测试平台4连接的加力测试移动平台41，加力测试移动平台41用于带动加力测试平台4沿X方向移动。示例性地，本实施例的加力测试移动平台41为KK模组，以带动加力测试平台4实现直线运动。

可以理解的是，加力测试移动平台41能够带动第三测试轮53位于光纤样品长度方向的任意处，从而能够对光纤样品的不同位置进行弯曲状态的抗张强度测试，进一步地使光纤的抗张性能测试更加充分。

优选地，机体1上设置有控制器7，控制器7与加力测试传感器52和张力测试传感器22电连接，控制器7还与第一驱动件54和第二驱动件34电连接。

实施例二

本实施例基于实施例一的光纤弯曲抗张强度测试装置，本实施例提供了一种光纤弯曲抗张强度测试方法，光纤弯曲抗张强度测试方法可以包括以下工序：

选取或制备光纤样品；

将光纤样品的两端缠绕在第一测试轮23和第二测试轮32的周侧上，根据张力测试传感器22调整光纤样品在初始状态下的张力大小，使光纤样品处于受力状态后，将张力测试传感器22的力值归零；

使第三测试轮53的周侧与光纤样品相切，并通过第二驱动件34沿Y方向带动第三测试轮53进行推进，以使光纤样品处于不同程度的弯曲状态后持续推进第三测试轮53直至光纤样品断裂；

根据加力测试传感器52和张力测试传感器22测得的光纤样品的断裂力值计算出光纤样品不同弯曲状态的抗张强度测试。

基于上文，从而能够实现光纤样品弯曲状态下抗张强度测试以及通过调节第三测试轮53的推进程度以实现光纤样品不同程度弯曲状态下的抗张强度性能测试。

进一步地，光纤弯曲抗张强度测试方法还可以包括：调节加力测试移动平台41带动加力测试平台4沿X方向移动，测得光纤样品在不同位置下弯曲状态的抗张强度测试。从而能够实现光纤样品不同位置弯曲状态下的抗张强度性能测试。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.光纤弯曲抗张强度测试装置，包括机体(1)，相对地设置于所述机体(1)上的第一测试座(2)和第二测试座(3)，所述第二测试座(3)能够沿X方向靠近/远离所述第一测试座(2)，光纤样品的两端分别设置于所述第一测试座(2)和所述第二测试座(3)上，其特征在于，还包括：

加力测试平台(4)，其位于所述第一测试座(2)与所述第二测试座(3)之间；及

第三测试座(5)，设置在所述加力测试平台(4)上并沿Y方向移动，所述第三测试座(5)用于推动所述光纤样品弯曲。

2.根据权利要求1所述的光纤弯曲抗张强度测试装置，其特征在于，所述X方向与所述Y方向相垂直。

3.根据权利要求2所述的光纤弯曲抗张强度测试装置，其特征在于，所述第三测试座(5)包括第一移动块(51)，所述第一移动块(51)上设置有加力测试传感器(52)，所述加力测试传感器(52)上设置有第三测试轮(53)，所述第三测试轮(53)的周侧与所述光纤样品相抵接，所述加力测试平台(4)上设置有与所述第一移动块(51)相连的第一驱动件(54)，所述第一驱动件(54)被配置为带动所述第三测试轮(53)沿所述Y方向移动。

4.根据权利要求3所述的光纤弯曲抗张强度测试装置，其特征在于，所述第一测试座(2)与所述第二测试座(3)之间设置有与所述加力测试平台(4)连接的加力测试移动平台(41)，所述加力测试移动平台(41)用于带动所述加力测试平台(4)沿所述X方向移动。

5.根据权利要求4所述的光纤弯曲抗张强度测试装置，其特征在于，所述第一测试座(2)包括固定块(21)，所述固定块(21)上设置有张力测试传感器(22)，所述张力测试传感器(22)上设置有第一测试轮(23)，所述光纤样品的一端绕设于所述第一测试轮(23)周侧。

6.根据权利要求5所述的光纤弯曲抗张强度测试装置，其特征在于，所述第二测试座(3)包括第二移动块(31)，所述第二移动块(31)上设置有第二测试轮(32)，所述第一测试轮(23)与所述第二测试轮(32)沿所述X方向相对布置，所述光纤样品的另一端绕设于所述第二测试轮(32)周侧，所述机体(1)上设置有与所述第二移动块(31)相连的移动测试平台(33)，所述机体(1)上设置有与所述移动测试平台(33)相连的第二驱动件(34)，所述第二驱动件(34)被配置为带动所述第二测试轮(32)沿所述X方向移动。

7.根据权利要求6所述的光纤弯曲抗张强度测试装置，其特征在于，所述机体(1)上设置有导向所述移动测试平台(33)沿所述X方向移动的导向机构(6)。

8.根据权利要求6所述的光纤弯曲抗张强度测试装置，其特征在于，所述机体(1)上设置有控制器(7)，所述控制器(7)与所述加力测试传感器(52)和所述张力测试传感器(22)电连接，所述控制器(7)还与所述第一驱动件(54)和所述第二驱动件(34)电连接。

9.光纤弯曲抗张强度测试方法，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的光纤弯曲抗张强度测试装置，所述光纤弯曲抗张强度测试方法包括以下步骤：

选取或制备光纤样品；

将所述光纤样品的两端缠绕在第一测试轮(23)和第二测试轮(32)的周侧上，根据张力测试传感器(22)调整所述光纤样品在初始状态下的张力大小，使所述光纤样品处于受力状态后，将所述张力测试传感器(22)的力值归零；

使第三测试轮(53)的周侧与所述光纤样品相切，并通过第二驱动件(34)沿Y方向带动所述第三测试轮(53)进行推进，以使所述光纤样品处于不同程度的弯曲状态后持续推进所述第三测试轮(53)直至所述光纤样品断裂；

根据加力测试传感器(52)和张力测试传感器(22)测得的所述光纤样品的断裂力值计算出所述光纤样品不同弯曲状态的抗张强度测试。

10.根据权利要求9所述的光纤弯曲抗张强度测试方法，其特征在于，还包括以下步骤：

调节加力测试移动平台(41)带动加力测试平台(4)沿X方向移动，测得所述光纤样品在不同位置下弯曲状态的抗张强度测试。

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