УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ
DEVICE AND METHOD OF CARRYING OUT TENSILE TEST

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к испытанию на растяжение оптического волокна. Такое испытание на растяжение обычно выполняют, чтобы гарантировать, что прочность изготовленного оптического волокна удовлетворяет предварительно заданным требованиям.
Описание уровня техники
Известно решение для проведения испытания на растяжение оптического волокна, при котором оптическое волокно тянут с помощью тягового устройства через путь прохождения волокна в применяемой испытательной установке. В этой испытательной установке создают разность скоростей между скоростью переднего конца и скоростью заднего конца оптического волокна. Из-за разности скоростей в оптическом волокне создают внутреннее напряжение или натяжение. В случае если оптическое волокно не удовлетворяет требованиям, оптическое волокно разрывается во время испытания.
Проблема, связанная с существующим известным решением, заключается в том, что испытательная установка, необходимая для выполнения испытания на растяжение, является сравнительно сложной, и поэтому затраты на проведение испытания на растяжение излишне высокие.
Кроме того, в случае, если оптическое волокно разрывается во время проведения испытания, оставшуюся неиспытанную часть оптического волокна необходимо провести по пути прохождения волокна, прежде чем испытание на растяжение можно будет продолжить. Этот процесс проведения является сравнительно медленным и трудоёмким ручным процессом.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы преодолеть вышеупомянутые недостатки и предложить эффективное решение для испытания на растяжение оптического волокна, которое упростит и ускорит процедуру тестирования, так чтобы можно было минимизировать соответствующие затраты. Этого достигают посредством установки для проведения испытания на растяжение в соответствии с независимым пунктом 1 формулы изобретения и с помощью способа проведения испытания на растяжение в соответствии с независимым пунктом 12 формулы изобретения.
Использование двойного шкива с первой и второй периферийными поверхностями, имеющими различные диаметры, в сочетании с первой секцией приводного ремня и второй секцией приводного ремня, контактирующими с первой периферийной поверхностью и, соответственно, со второй периферийной поверхностью, позволяет получить простую процедуру тестирования, облегчающую эффективное тестирование оптического волокна, и в то же время можно легко управиться с возможным разрывом оптического волокна во время проведения испытания.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно на примере со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1-3 показан первый вариант осуществления испытания на растяжение;
на фиг. 4 показан альтернативный двойной шкив;
на фиг. 5 показано встроенное испытание на растяжение;
на фиг. 6 показано автономное испытание на растяжение;
на фиг. 7 показан второй вариант осуществления испытания на растяжение;
на фиг. 8 показано поперечное сечение ремня, изображенного на фиг. 7;
на фиг. 9 показан третий вариант осуществления испытания на растяжение; и
на фиг. 10 показан четвертый вариант осуществления испытания на растяжение.
Описание по меньшей мере одного варианта осуществления
На фиг. 1-3 показан первый вариант осуществления устройства 1 испытания на растяжение и способа проведения испытания на растяжение оптического волокна. На фиг. 1 сверху показана испытательная установка 1, на фиг. 2 приведен вид сверху испытательной установки 1, а на фиг. 3 более подробно показан двойной шкив 6, изображенный на фиг. 1 и 2.
Испытательная установка 1, которая пригодна для непрерывного испытания практически бесконечного оптического волокна, содержит первую секцию 2 приводного ремня и вторую секцию 3 приводного ремня, которые перемещаются друг рядом с другом вокруг ременных шкивов 4. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-3, в качестве примера полагают, что первая секция 2 приводного ремня и вторая секция 3 приводного ремня представляют собой секции двух различных приводных ремней. Число шкивов 4 может меняться в зависимости от реализации. В показанном примере полагают, что каждая секция 2 и 3 приводного ремня вращается вокруг двух шкивов 4. Кроме того, каждая секция 2 и 3 приводного ремня контактирует с регулировочным шкивом 5, который может перемещаться (вертикально на фиг. 1) относительно шкивов 4, чтобы отрегулировать натяжение приводного ремня или приводных ремней.
Установка 1 также содержит двойной шкив 6. В этом варианте осуществления двойной шкив 6 реализован в виде одного единственного шкива, содержащего первую периферийную поверхность 7, имеющую первый диаметр D1, и вторую периферийную поверхность 8, имеющую второй диаметр D2. Второй диаметр D2 больше, чем первый диаметр D1. Единственный приводной узел 24, содержащий, например, электромотор, вращает двойной шкив.
Первая секция 2 приводного ремня выровнена с первой периферийной поверхностью 7 двойного шкива 6 и контактирует с первой периферийной поверхностью 7, так что первая секция 2 приводного ремня поворачивается вместе с двойным шкивом 6. Первая секция 2 приводного ремня вместе с первой периферийной поверхностью 7 ограничивают ввод 10 для волокна, в который вставляют оптическое волокно 11 для испытания на растяжение.
Направляющая 12 расположена на некотором расстоянии от двойного шкива 6. Это расстояние поддерживают постоянным, предотвращая взаимное перемещение между направляющей 12 и двойным шкивом 6. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1-3, направляющая 12 содержит свободно вращающийся шкив, вокруг которого проходит оптическое волокно 11. Свободно вращающийся шкив направляющей 12 выровнен с первой периферийной поверхностью 7 двойного шкива 6, чтобы принимать оптическое волокно 11 из ввода 10 для волокна, и со второй периферийной поверхностью 8 для прохождения оптического волокна 11 на выпуск 13 волокна.
Вторая секция 3 приводного ремня выровнена со второй периферийной поверхностью 8 двойного шкива 6 и контактирует со второй периферийной поверхностью 8, так что вторая секция 3 приводного ремня поворачивается вместе с двойным шкивом 6. Вторая секция 3 приводного ремня вместе со второй периферийной поверхностью 8 ограничивают выпуск 13 волокна, из которого выходит оптическое волокно 11 после испытания на растяжение.
Как видно на фигурах и из вышеприведенного объяснения, диаметр D1 первой периферийной поверхности 7 отличается от диаметра D2 второй периферийной поверхности 8 (D1<D2) двойного шкива 6. Если оптическое волокно приводят в контакт с ними посредством первой секции 2 приводного ремня и второй секции 3 приводного ремня, то при вращении двойного шкива 6 возникает разница скоростей между вводом 10 волокна и выпуском 13 волокна. Эта разница скоростей создает натяжение или внутреннее напряжение в оптическом волокне, которое, в конечном счете, может разорвать оптическое волокно в случае, если оптическое волокно 11 недостаточно прочное. Полученная величина натяжения зависит от разницы диаметров первой 7 и второй 8 периферийных поверхностей, и, следовательно, ее можно отрегулировать так, чтобы она соответствовала испытуемому оптическому волокну, путем выбора двойного шкива, имеющего соответствующие размеры.
В случае если оптическое волокно разрывается во время испытания, такой разрыв обычно происходит на участке 14 оптического волокна 11, который в этот момент расположен на линейном шкиве направляющей 12 или между линейным шкивом и двойным шкивом 6, потому что во время испытания в этом участке самое сильное натяжение оптического волокна. В этом случае после разрыва новый передний конец оптического волокна 11 остается во вводе 10 для волокна, где его удерживают на месте вследствие контакта с первой секцией 2 приводного ремня и первой периферийной поверхностью 7. Благодаря этому, обслуживающий персонал может легко и быстро взять новый передний конец, направить его через линейный шкив направляющей 12 и на выпуск 13 для волокна между второй секцией 3 приводного ремня и второй периферийной поверхностью 8, после чего можно продолжить испытание на растяжение с использованием установки 1.
В показанном примере первую секцию 2 приводного ремня и вторую секцию 3 приводного ремня приводят в действие посредством одного приводного узла 24, который заставляет вращаться двойной шкив 6. Такое решение позволяет получить очень простую и недорогую установку для испытания на растяжение, так как благодаря только одному приводному узлу минимизируют затраты и, например, можно устранить необходимость в синхронизации скоростей вращения нескольких отдельных приводных блоков.
Преимущество, полученное при использовании показанного и объясненного выше решения для проведения испытаний, заключается в том, что эффективное испытание на растяжение начинается практически сразу, как волокно 11 начинает перемещаться в установке 1. Этого достигают, так как испытание на растяжение не требует какой-либо определенной линейной скорости, а наоборот, эффективное испытание на растяжение происходит уже тогда, когда волокно еще только ускоряется в установке.
В некоторых реализациях устройство 15 измерения натяжения может быть расположено в соединении со свободно вращающимся линейным шкивом направляющей 12, чтобы получить результат измерения, показывающий натяжение оптического волокна во время испытания. Однако устройство 15 измерения натяжения не является обязательным для всех вариантов осуществления, потому что путем выбора подходящих диаметров D1 и D2 для первой периферической поверхности и второй периферической поверхности натяжение в оптическом волокне можно довести до уровня, который будет достаточно высоким, чтобы гарантировать, что если оптическое волокно не порвется, то оптическое волокно пройдет испытание.
На фиг. 4 показан альтернативный двойной шкив 6', который можно применить в устройствах, показанных на фиг. 1 и 2, вместо двойного шкива 6.
Как и в предыдущем варианте осуществления, двойной шкив 6' содержит первую периферическую поверхность 7, имеющую первый диаметр D1, и вторую периферическую поверхность 8, имеющую второй диаметр D2, причем второй диаметр D2 больше, чем первый диаметр D1.
В варианте осуществления на фиг. 4 двойной шкив реализован в виде двух отдельных расположенных на одной оси шкивов 16' и 17', которые прикреплены друг к другу, чтобы вращаться вместе с одной и той же скоростью вращения. Одна альтернатива заключается в том, что шкивы 16' и 17' прикреплены друг к другу болтами 18', как показано на фиг. 4. Как вариант, шкивы 16' и 17' могут быть закреплены на одном общем валу, например, так, чтобы они оба вращались с той же скоростью вращения, что и вал.
На фиг. 5 показано встроенное испытание на растяжение с использованием установки 1, показанной на фиг. 1 и 2, при этом двойной шкив выполнен в соответствии с фиг. 3 или 4.
Встроенное испытание в этой связи относится к решению, в котором оптическое волокно 11 вытягивают из стеклянной заготовки 19 с помощью устройства 20 вытягивания и в котором вытянутое оптическое волокно 11 пропускают через установку 1 для испытания на растяжение без промежуточного хранения. Хранение оптического волокна 11 происходит после того, как оптическое волокно пройдет через установку 1 испытания на растяжение, которая пропускает оптическое волокно на намоточное устройство 21.
На фиг. 5 показана только очень упрощенная версия встроенной установки для испытания на растяжения на одной линии. На практике могут использоваться другие, не показанные устройства для обработки оптического волокна 11 на устройстве 20 вытягивания или в местах между устройством 20 вытягивания и установкой 1 для испытания на растяжение, либо между установкой 1 для испытания на растяжение и намоточным устройством 21.
На фиг. 6 показано автономное испытание на растяжение с использованием установки 1, показанной на фиг. 1 и 2, при этом двойной шкив выполнен в соответствии с фиг. 3 или 4.
Автономное испытание относится в этой связи к решению, в котором ранее изготовленное оптическое волокно 11 сохранили на первом намоточном устройстве 22. Во время испытания оптическое волокно разматывают с первого намоточного устройства 22 и пропускают на установку 1 для испытания на растяжение. Испытанное оптическое волокно 11 затем пропускают из установки 1 для испытания на растяжение на второе намоточное устройство 23 для хранения.
На фиг. 7 и 8 показан второй вариант осуществления испытания на растяжение. Вариант осуществления, показанный на фиг. 7 и 8, очень похож на вариант, описанный в отношении фиг. 1-3. Поэтому вариант осуществления, приведенный на фиг. 7 и 8, будет описан, в основном, путем указания различий между этими вариантами осуществления.
В установке 31, показанной на фиг. 7, первая секция 32 приводного ремня и вторая секция 33 приводного ремня представляют собой секции одного-единственного приводного ремня 34. Один вариант реализации такого решения заключается в применении приводного ремня 34, как показано на фиг. 8.
На фиг. 8 показано поперечное сечение бесконечного приводного ремня 34. Здесь видно, что первая секция 32 приводного ремня, контактирующая с первой периферийной поверхностью 7 двойного шкива 6 (или 6', если применяют двойной шкив, показанный на фиг. 4), шире, чем вторая секция 33 приводного ремня, контактирующая со второй периферийной поверхностью 8 двойного шкива 6 (или 6'). Кроме того, первая секция 32 приводного ремня может быть соединена со второй секцией 33 приводного ремня через гибкую промежуточную часть 35, которая допускает временное взаимное смещение между первой секцией приводного ремня и второй секцией 33 приводного ремня. Это позволяет компенсировать разницу скоростей между первой и второй секциями приводного ремня 32 и 33, когда они проходят вдоль первой 7 и второй 8 периферийных поверхностей, имеющих диаметр D1 и D2.
На фиг. 9 показан третий вариант осуществления испытания на растяжение. Вариант осуществления, показанный на фиг. 9, очень похож на вариант, описанный в отношении фиг. 1-3 и в отношении фиг. 7 и 8. Поэтому вариант осуществления, приведенный на фиг. 9, будет описан, в основном, путем указания различий между этими вариантами осуществления.
В варианте осуществления на фиг. 9 направляющая 12', которую используют в установке 41 для испытания на растяжение, чтобы направлять участок 14 оптического волокна из ввода 10 для волокна на выпуск 13 для волокна, не имеет шкива, как в предыдущих вариантах осуществления. Вместо этого направляющая реализована как невращающаяся часть, такая как пластина с отверстием в соответствующем месте, которая контактирует с оптическим волокном так, что оптическое волокно направляют из ввода 10 для волокна на выпуск 13 для волокна.
На фиг. 10 показан четвертый вариант осуществления испытания на растяжение. Вариант осуществления, показанный на фиг. 10, очень похож на вариант, описанный в отношении фиг. 1-3 и в отношении фиг. 7 и 8. Поэтому, вариант осуществления, приведенный на фиг. 10, будет описан, в основном, путем указания различий между этими вариантами осуществления.
В варианте осуществления на фиг. 10 первая секция 52 приводного ремня и вторая секция 53 приводного ремня в установке 51 для испытания на растяжение представляют собой секции различных приводных ремней, и эти приводные ремни расположены на противоположных сторонах двойного шкива 6 (или 6', если используют двойной шкив, показанный на фиг. 4).
Кроме того, в этом примере двойной шкив 6 (или 6') свободно вращается, другими словами, отсутствует приводной узел, приводящий во вращение двойной шкив 6. Вместо этого имеется единственный приводной узел 54, предназначенный для того, чтобы тянуть оптическое волокно 11 из выпуска 13 для волокна. Приводной узел может быть реализован, например, в виде дополнительного шкива, вокруг которого намотан виток оптического волокна, и в виде электромотора, предназначенного для того, чтобы вращать этот дополнительный шкив.
Следует понимать, что вышеприведенное описание и сопровождающие чертежи предназначены только для того, чтобы проиллюстрировать настоящее изобретение. Специалистам в области техники будет очевидно, что изобретение можно изменять и модифицировать, не отклоняясь от объема изобретения.