CN208026568U - 一种光纤弯曲强度测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的光纤弯曲强度测试装置包括两台步进电机、夹具和两个平移单元，每个平移单元包括第一平板和第二平板，第一平板安装在一滑轨上，第一平板与一台步进电机的输出端相连，第二平板固定在第一平板上，夹具包括两根夹杆，每根夹杆的一侧开设有凹槽，每个平移单元的第二平板上固定有一根夹杆，夹杆垂直于滑轨的长度方向设置，两个平移单元上固定的夹杆的凹槽位置相向，两台步进电机用于牵引两个平移单元同时以相同速率相向移动或同时以相同速率反向移动，两台步进电机由一步进电机控制器控制。该装置结构简单、稳定性好、操作方便，可保证光纤两端均匀受力弯曲，减小测试误差，提高测试结果的准确性，适用于各类光纤的弯曲强度测试。

Description

一种光纤弯曲强度测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种光纤强度测试装置，具体是一种光纤弯曲强度测试装置。

背景技术

光纤以其抗干扰能力强、损耗低、信息容量大等特点在军事及民用通信与传感领域中受到普遍重视，被广泛应用。光纤强度是光纤重要性能参数之一,光纤强度的优劣将直接影响光纤所用系统的可靠性。特别是在用于军事领域时，由于工作环境恶劣、承受应力较大、存放周期较长，因此对光纤强度的要求十分苛刻，必须选用高强度光纤。

光纤作为线状细长介质，其直径一般为几微米至几毫米，在制造、存储、运输和使用过程中，难免不受弯曲，因此有必要研究光纤的弯曲强度。但现有技术中尚未有较为成熟的光纤弯曲强度测试装置。虽然目前部分文献披露了一些测量装置，但这些装置往往结构复杂，可操作性差，测试效率低，且基本上采用的都是单侧夹具移动的方式，易导致光纤在被压断过程中的受力不均衡，从而带来测试误差。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种结构简单、稳定性好、操作方便的光纤弯曲强度测试装置，测试过程中可以保证光纤两端均匀受力弯曲，减小测试误差，提高对光纤弯曲强度测试结果的准确性。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种光纤弯曲强度测试装置，包括两台步进电机、夹具和两个平移单元，每个所述的平移单元包括第一平板和第二平板，所述的第一平板安装在一滑轨上，所述的第一平板与一台所述的步进电机的输出端相连，所述的第二平板固定在所述的第一平板上，所述的夹具包括两根夹杆，每根所述的夹杆的一侧开设有凹槽，每个所述的平移单元的第二平板上固定有一根所述的夹杆，所述的夹杆垂直于所述的滑轨的长度方向设置，所述的两个平移单元上固定的夹杆的凹槽位置相向，两台所述的步进电机用于牵引所述的两个平移单元同时以相同速率相向移动或同时以相同速率反向移动，两台所述的步进电机由一步进电机控制器控制。

使用时，将光纤放置在夹具上，使光纤的两端分别定位在两个平移单元上固定的夹杆的凹槽之中，再同时启动两台步进电机，同时带动两个平移单元的第一平板沿其滑轨以相同速率相向移动，移动的速率通过步进电机控制器一般控制在1～40mm/s(为了方便观察折断过程，速率可设为1mm/s)，从而带动两个平移单元上固定的夹杆以相同速率相向移动，使光纤两端均匀受力弯曲，直至光纤断裂，同时关闭两台步进电机，测量并记录光纤断裂时两凹槽的槽底之间的距离，该距离即为光纤最小弯曲直径，根据相应的计算公式即可推算出光纤的弯曲强度值，已知的计算公式为：

其中D为光纤断裂时两凹槽的槽底之间的距离，单位为m；d为带有涂覆层的光纤的直径，单位为m；r为裸光纤的半径，单位为m；E为光纤的杨氏模量，单位为Pa。实际上，当涂覆层的厚度为零时，即当待测光纤为无涂覆层的裸光纤时，d＝2r。

对于同一种光纤规格，可多次取样测试，取弯曲强度的平均值作为测试结果。

作为优选，所述的凹槽沿所述的夹杆的长度方向设置，所述的凹槽的长度小于所述的夹杆的长度，所述的凹槽贯穿所述的夹杆的前侧，所述的夹杆的后侧固定在所述的第二平板上。

作为优选，从所述的夹杆的横截面看，所述的凹槽的外侧为矩形，内侧为弧形，便于光纤的放置和减小测试误差。

作为优选，所述的凹槽为表面经滚花或磨砂处理的凹槽，以增大凹槽表面粗糙度，对光纤起到更好的定位效果。

作为优选，所述的第二平板通过若干螺钉固定在所述的第一平板上，所述的夹杆通过若干螺钉固定在所述的第二平板上。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：本实用新型公开的光纤弯曲强度测试装置结构简单、稳定性好、操作方便，测试过程中可以保证光纤两端均匀受力弯曲，减小测试误差，提高对光纤弯曲强度测试结果的准确性，可应用于标准的石英通信光纤、包括硫系玻璃光纤在内的其他非石英基质玻璃光纤等各类光纤的弯曲强度的测试。

附图说明

图1为实施例中测试装置的结构连接示意图；

图2为实施例中单根夹杆的外观图；

图3为实施例中单根夹杆的横截面图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例的光纤弯曲强度测试装置，如图1所示，包括两台步进电机1、夹具和两个平移单元，每个平移单元包括第一平板21和第二平板22，第一平板21安装在一滑轨23上，第一平板21与一台步进电机1的输出端相连，第二平板22通过若干螺钉固定在第一平板21上，夹具包括两根夹杆3，如图2和图3所示，每根夹杆3的一侧开设有凹槽31，每个平移单元的第二平板22上通过螺钉固定有一根夹杆3，夹杆3垂直于滑轨23的长度方向设置，两个平移单元上固定的夹杆3的凹槽31位置相向，两台步进电机1用于牵引两个平移单元同时以相同速率相向移动或同时以相同速率反向移动，两台步进电机1由一步进电机控制器11控制。

本实施例中，凹槽31沿夹杆3的长度方向设置，凹槽31的长度小于夹杆3的长度，凹槽31贯穿夹杆3的前侧，夹杆3的后侧固定在第二平板22上；如图3所示，从夹杆3的横截面看，凹槽31的外侧为矩形，内侧为弧形。

在实际应用中，也可以在凹槽31的表面进行滚花或磨砂处理，以增大凹槽31表面粗糙度，以便对光纤起到更好的定位效果。

以一段带有PES涂覆层的As₂S₃光纤为例，采用上述测试装置测试其弯曲强度。该段As₂S₃光纤的直径范围为500～700μm，PES涂覆层的厚度范围为40～50μm，从该段光纤上选取长度为20cm的三段样品，实测三段样品的直径分别为660μm、643μm、690μm。每段样品采用以下的方法进行相同的测试。

测试前，两凹槽31的槽底之间的距离为10cm。测试过程为：首先将光纤放置在夹具上，使光纤的两端分别定位在两个平移单元上固定的夹杆3的凹槽31之中，此时光纤处于微弯状态；然后，通过步进电机控制器11将两台步进电机1的输出端的移动速率控制在1mm/s；同时启动两台步进电机1，通过两台步进电机1同时带动两个平移单元的第一平板21沿其滑轨23以1mm/s的速率相向移动，从而带动两个平移单元上固定的夹杆3以1mm/s的速率相向移动，使光纤两端均匀受力弯曲，直至光纤断裂，同时关闭两台步进电机1，测量并记录光纤断裂时两凹槽31的槽底之间的距离，该距离即为光纤最小弯曲直径，根据相应的计算公式即可推算出光纤的弯曲强度值，已知的计算公式为：

其中D为光纤断裂时两凹槽的槽底之间的距离，单位为m；d为带有涂覆层的光纤的直径，单位为m；r为裸光纤的半径，单位为m；E为光纤的杨氏模量，单位为Pa。

测得三段As₂S₃样品断裂时两凹槽31的槽底之间的距离D分别为4.73cm、4.55cm、5.35cm，经计算，三段As₂S₃样品的弯曲强度分别为228.5MPa、230.5MPa、212.8MPa，取平均值，得到的As₂S₃光纤的弯曲强度为223.9MPa。

Claims (5)

1.一种光纤弯曲强度测试装置，其特征在于包括两台步进电机、夹具和两个平移单元，每个所述的平移单元包括第一平板和第二平板，所述的第一平板安装在一滑轨上，所述的第一平板与一台所述的步进电机的输出端相连，所述的第二平板固定在所述的第一平板上，所述的夹具包括两根夹杆，每根所述的夹杆的一侧开设有凹槽，每个所述的平移单元的第二平板上固定有一根所述的夹杆，所述的夹杆垂直于所述的滑轨的长度方向设置，所述的两个平移单元上固定的夹杆的凹槽位置相向，两台所述的步进电机用于牵引所述的两个平移单元同时以相同速率相向移动或同时以相同速率反向移动，两台所述的步进电机由一步进电机控制器控制。

2.根据权利要求1所述的一种光纤弯曲强度测试装置，其特征在于所述的凹槽沿所述的夹杆的长度方向设置，所述的凹槽的长度小于所述的夹杆的长度，所述的凹槽贯穿所述的夹杆的前侧，所述的夹杆的后侧固定在所述的第二平板上。

3.根据权利要求1所述的一种光纤弯曲强度测试装置，其特征在于从所述的夹杆的横截面看，所述的凹槽的外侧为矩形，内侧为弧形。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种光纤弯曲强度测试装置，其特征在于所述的凹槽为表面经滚花或磨砂处理的凹槽。

5.根据权利要求1所述的一种光纤弯曲强度测试装置，其特征在于所述的第二平板通过若干螺钉固定在所述的第一平板上，所述的夹杆通过若干螺钉固定在所述的第二平板上。