Сварка оптоволокна – важнейший этап построения и обслуживания оптических сетей связи, и её качество напрямую влияет на характеристики передачи данных по оптоволоконным линиям. Процесс сварки включает нагрев концов волокон высоковольтной электрической дугой для плавки и соединения. В ходе этого процесса температура нагрева и её распределение являются основными факторами, определяющими потери в сварном соединении и прочность соединения.
Стандартные методы не позволяют точно и в режиме реального времени проводить изменения температуры микронных оптических волокон под воздействием электрической дуги. Однако инфракрасный тепловизор являясь бесконтактным средством измерения температуры, представляет собой эффективное техническое средство проверки и контроля.
Инфракрасные тепловизоры измеряют температуру основываясь на корреляции между интенсивностью инфракрасного излучения объекта и температурой его поверхности. Все объекты при температуре выше абсолютного нуля испускают инфракрасное излучение. Тепловизор принимает это излучение через оптическую систему и преобразует в электрические сигналы с помощью инфракрасного детектора. После обработки эти сигналы отображаются на экране в виде визуального изображения распределения температуры. Данная технология позволяет измерять двумерное температурное поле в режиме реального времени без контакта с измеряемым объектом.
Основные функции тепловизора при сварке оптоволокна:
1. Контроль температуры в точке сварки: контролируя зону сварки с помощью тепловизора, можно отслеживать изменение температуры в зоне сварки оптоволокна в режиме реального времени. Проводя анализ температурной кривой в интерфейсе ПО, операторы могут определить равномерность нагрева, наличие переохлаждения или перегрева, а также своевременно обнаружить оптические дефекты или некачественную сварку.
2. Калибровка температуры нагревательного прибора: На этапе защиты оптоволоконного соединения, например, при укреплении термоусадочной трубкой, нагреватель необходим для нагрева и усадки защитной трубки. В этот момент инфракрасный тепловизор позволяет точно измерить распределение температуры на поверхности нагревателя, чтобы гарантировать его работу в заданном диапазоне температур и предотвратить сбой защиты или повреждение оптоволоконного кабеля из-за ненадлежащей температуры.
3. Диагностика нарушений и оптимизация процесса: Анализ большого объёма тепловизионных данных, полученных при стандартных процессах сварки и при отклонениях, позволяет построить корреляционную модель между изменениями температуры и качеством сварки (например, потерями и прочностью).
Если на тепловизионных снимках обнаруживается нарушение при распределении температуры (например, высокие температуры в отдельном секторе или резкие изменения температурного градиента), может сработать оповещение для проведения проверки износа электродов, загрязнения волокон, неправильной настройки параметров и т.д. Кроме того, тепловизионные данные могут стать основой для оптимизации параметров сварочного аппарата (например, интенсивности и времени горения дуги).
Преимущества использования инфракрасных тепловизоров для контроля температуры во время сварки оптоволокна:
- Бесконтактное измерение: бесконтактное определение температуры в режиме реального времени позволяет избежать помех в процессе сварки.
- Двумерное отображение температурного поля: обеспечивает чёткое отображение распределения температуры в зоне сварки, облегчая обнаружение локальных отклонений.
- Работа в реальном времени и высокая точность: высокая скорость отклика, возможность регистрации кратковременных изменений температуры и высокая точность измерения температуры.
- Запись и анализ данных: поддержка записи и воспроизведения данных о температуре для отслеживания качества и технологического изучения.
Во время контроля температуры при проведении сварки оптоволоконных кабелей следует учитывать следующее:
- Настройка коэффициента излучения: Поверхностный коэффициент излучения оптического волокна и окружающих материалов может повлиять на точность измерения температуры и потребует калибровки или выбора соответствующего значения.
- Пространственное разрешение: Учитывая малый размер оптических волокон, для обеспечения точного измерения температуры в точке сварки следует выбрать инфракрасный тепловизор с высоким пространственным разрешением.
- Избегание помех: Во время измерения следует избегать сильных воздушных потоков, дыма или других источников высокотемпературного излучения, чтобы предотвратить ошибки в измерении.
Инфракрасные тепловизоры обеспечивают интуитивно понятный и точный технический способ контроля температуры во время сварки оптоволокна. Контроль температурного поля в точке сварки и на нагревателе в режиме реального времени не только помогает своевременно обнаруживать и устранять неисправности, повышая качество и эффективность сварки, но и предоставляет данные для дальнейшей оптимизации процесса сварки. Вслед за непрерывным развитием технологии инфракрасного измерения температуры, перспективы ее применения в области высокоточного производства для оптической связи станут еще шире.