我國光纖陶瓷插芯檢測儀器的現(xiàn)狀及國外產(chǎn)品簡介

光纖連接技術(shù)分為兩大類，一類是永久性連接，常稱為固定接頭、死接頭；一類是可拆卸的活動(dòng)連接，常稱為活接頭，需要使用光纖連接器。在傳輸網(wǎng)絡(luò)中，光纜之間的連接采用永久性連接，而光纖連接器主要用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中設(shè)備之間、設(shè)備與儀表之間、設(shè)備與光纖之間以及光纖與光纖之間的非永久性固定連接，它是光通信系統(tǒng)中最普遍和使用量最大的基礎(chǔ)無源器件。

由于陶瓷材料與石英光纖熱匹配性好，理化性能穩(wěn)定，以陶瓷插芯為核心器件的光纖連接器得到了很快的發(fā)展。目前世界上陶瓷插芯幾乎全由日本廠商生產(chǎn)，我國有關(guān)科研院所雖然在陶瓷插芯產(chǎn)品開發(fā)和相關(guān)制造技術(shù)的研究方面取得了一定的突破，但在質(zhì)量、可靠性、穩(wěn)定性上與國外相比還存在一定的差距，目前還未開發(fā)出針對陶瓷插芯制造的專有技術(shù)和成套生產(chǎn)設(shè)備，因此每年要花費(fèi)大量外匯購買陶瓷插芯或引進(jìn)成套生產(chǎn)設(shè)備。國內(nèi)己建成投產(chǎn)的幾家規(guī)模較大陶瓷插芯生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝、原輔材料及設(shè)備都是從國外成套引進(jìn)，自身不具備產(chǎn)品和設(shè)備的開發(fā)能力。

受加工工藝影響，批量研磨出來的陶瓷插芯的套管外圓直徑、內(nèi)孔直徑相差較大，而且會(huì)出現(xiàn)一定的真圓度和同心度，這些參數(shù)直接決定了產(chǎn)品質(zhì)量，因此，對陶瓷插芯的這些參數(shù)進(jìn)行檢測非常必要。

與陶瓷插芯的制造技術(shù)相似，光纖連接器的檢測分析技術(shù)也是日本等發(fā)達(dá)國家處于領(lǐng)先地位。下面簡單介紹兩家日本公司的相關(guān)設(shè)備。

日本Active公司開發(fā)的光線連接器測量產(chǎn)品系列包括單插芯離心距和孔徑測量儀（Single Ferrule Eccentricity Circle Accuracy），全自動(dòng)單插芯離心距和孔徑測量儀（Fully Automatic Single Ferrule Eccentricity Circle Accuracy），多芯光纖連接器孔徑閑距測量儀（Multiple Core Optical Connector Pitch），半自動(dòng)單插芯內(nèi)徑和離心距分揀機(jī)（Semiautomatic Single Ferrule Inner Diameter and Eccentricity Amount Sorting Machine），端面檢測儀（Connector / Fiber Endface Inspection Machine ( For MU / SC Connector)）。

其中，全自動(dòng)單插芯離心距和孔徑測量儀采用圖象處理技術(shù)，手動(dòng)、自動(dòng)光設(shè)置，具有數(shù)據(jù)處理和保存功能，可對內(nèi)徑、離心度等參數(shù)進(jìn)行測量并自動(dòng)分檔，顯示到0.001μm，測量精度為3б≤0.1μm，測量周期為8秒/轉(zhuǎn)。外徑功能可選，測量精度為0.1μm。

圖1：Active公司的全自動(dòng)單插芯離心距和孔徑測量

多芯光纖連接器孔徑閑距測量儀采用激光外差移位計(jì)和圖象處理技術(shù)，測量多芯光纖連接器孔徑閑距、孔徑、導(dǎo)孔和插芯孔等參數(shù)，具有自動(dòng)對焦，圖象保存、顯示，數(shù)據(jù)處理等功能，顯示到0.001μm，測量精度為3б≤0.15μm。

日本Mitutoyo（三豐）公司的真圓度儀主要有RA-100、RA-1400/1500、RA-2100、RA-H5100、RA-2100 CNC、RA-H5100 CNC等設(shè)備以及RA-2100H CNC Series 211-CNC、RA-H5100CNC Series 211-CNC、RA-100 Series 211、RA-1400/RA-1500 Series 211、RA-2100AS/DS/AH/DH Series 211、RA-H5100AS/AH Series 211等系統(tǒng)。

其中，RA-1400/RA-1500真圓度測量儀的回轉(zhuǎn)臺搭載了新構(gòu)造的空氣軸承來驅(qū)動(dòng)，適用USB進(jìn)行通訊及資料處理，旋轉(zhuǎn)精度（0.07+0.06H/100）μm，Z軸（立柱）直線度0.15μm/50、0.3μm/150，外壁/內(nèi)壁最大測量高度150mm。

圖2：Mitutoyo公司的RA-1400/RA-1500真圓度測量儀

目前，光纖通信已在我國推廣應(yīng)用。國家有關(guān)部門也已把它列為我國今后重點(diǎn)發(fā)展的高科技產(chǎn)業(yè)之一。因此，可以預(yù)料，我國未來光纖連接器的使用量將會(huì)與日俱增。

但是現(xiàn)在，我國大多研究的是光纖連接器的端面檢測，對光纖陶瓷插芯的幾何參數(shù)的測量，技術(shù)上比較落后。如對于內(nèi)徑的測試，國內(nèi)普遍采用的人工檢測方法，分別用不同直徑的鋼絲插入內(nèi)孔，尋找最合適的直徑來判斷內(nèi)孔的尺寸，這種方法無法檢測內(nèi)孔的真圓度。同心度的檢測是采用人工上料，旋轉(zhuǎn)插芯，觀察顯示屏幕上的圖像位置的上下波動(dòng)幅度來確定同心度。對真圓度的測量采用硬度很強(qiáng)的鋼針，尖端插入插芯的前端面，旋轉(zhuǎn)插芯，在鋼針尾端裝有位移傳感器記錄鋼針尖端上下波動(dòng)的位移量，并發(fā)送到PC，計(jì)算插芯內(nèi)孔的真圓度。以上這些檢測方法認(rèn)為誤差大，檢測效率低，且不適用于批量檢測。

因此，國內(nèi)廠商有必要研制出具有自主技術(shù)的陶瓷插芯檢測設(shè)備，既可降低生產(chǎn)成本，又可克服對國外產(chǎn)品的依賴。(end)