光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具。光纖作為現(xiàn)代通信的重要傳輸介質(zhì)，市場的需求量不斷激增。

光纖生產(chǎn)主要分為三個過程：光纖預(yù)制棒制備、光纖拉絲、光纖測試。

第1 步

光纖預(yù)制棒制備，又稱制棒，是將SiCl4等原材料制成與光纖具有相同折射率分布、直徑1～3cm的預(yù)制棒(preform)。這個制作過程的方法有很多種，都是立足于氣象沉積，彼此差異較大，在此不做贅述。

圖 1  光纖預(yù)制棒

第二步

預(yù)制棒制成后就進入光纖拉絲階段。將預(yù)制棒放入光纖拉絲塔，由拉絲機將預(yù)制棒加高溫融熔后拉成外徑為125μm的光纖，并迅速涂覆兩層樹脂以保護光纖的強度。涂覆的光纖經(jīng)牽引輥再到卷筒上。

圖 2  光纖拉絲塔示意圖

如上圖所示，在拉絲的過程中需要記錄纖徑(涂覆前后)、同心度(有無氣泡)、張力、以及光纖長度。

第三步

最后根據(jù)拉絲過程的技術(shù)數(shù)據(jù)對光纖進行篩選并進行最后的性能測試。

光纖制造的過程決定了光纖的機械強度、傳輸特性和使用壽命，對保證光纖質(zhì)量十分重要。而精細的拉絲過程尤為關(guān)鍵，成敗與否深度依賴各種參數(shù)測量的準確性。90年代初國際上石英光纖的拉絲速度一般為300m/min，MAX可達1000m/min；而今隨著拉絲速度 的增加，對這一過程中參數(shù)測量和記錄的速度也有了更高的要求：

采樣率1KS/s以上；

具備由外部信號來控制開始/停止記錄功能(用于自動換桶時的切換）；

脈沖積分來統(tǒng)計光纖長度，啟停時能自動復(fù)位。

信號連接示意圖

橫河DL850E的EXT I/O接口具有External Start/Stop的功能，并且具有多種測試模塊。

光纖拉絲過程一共需要記錄5個信號，DL850E只需使用一個4CH模塊（720254）和一個頻率模塊（720281）即可完成監(jiān)測。我們使用6PIN的RJ11端子來連接DL850E的EXT I/O端子和產(chǎn)線啟動信號，或選購720911外部I/O電纜來連接兩者。

產(chǎn)線工況下測量噪聲比較大，所以帶寬限制為50KHz，并根據(jù)傳感器信號的比例進行線性變換。頻率模塊使用脈沖累積功能來實現(xiàn)長度的測量。

圖4  儀器設(shè)置示意圖

DL850E在拉絲過程記錄信號，有如下的優(yōu)勢： 

?  EXT I/O 接口滿足了客戶在產(chǎn)線啟動時記錄，停止時記錄停止的功能，避免了在產(chǎn)線未啟動時采集到脈沖造成光纖長度多累積的錯誤。

? 可以進行硬盤記錄并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，在產(chǎn)線生產(chǎn)過程中不需要人工進行保存操作，在集中控制室就可以實現(xiàn)波形數(shù)據(jù)的傳輸。

?  長時間記錄過程中也可以實時放大局部波形進行觀察，并且能夠顯示實時值，便于產(chǎn)線工人看到實時情況。

記錄過程實測圖

以上是DL850E應(yīng)用于光纖拉絲過程的簡單描述，實際場景中的解決方案，詳情可咨詢科瑞杰的技術(shù)工程師。