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），半自動單插芯內(nèi)徑和離心距分揀機（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，全自動單插芯離心距和孔徑測量儀采用圖象處理技術(shù)，手動、自動光設(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，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幅度來確定同心度。對真圓度的測量采用硬度很強的鋼針，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的位移量，并發(fā)送到PC，計算插芯內(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)