設備管理_第五章光纖機械性能

第五章 光纖機械性能第一節(jié) 光纖機械性能測試目的當光纖在成纜過程中和用于實際環(huán)境中時，必須經(jīng)受住一定的機械應力和化學環(huán)境的侵蝕；在光纜施工過程中，光纖需要量熔融連接，光纖涂敷層的可剝離后裸纖的翹曲度都會影響光纖的熔接難易和損耗大小，這些都屬于光纖機械性能和操作性能的范疇。石英光纖必須具有足夠的強度來經(jīng)受機械環(huán)境，例如光纖的二次被覆，以及光纜敷設和運行期間受到的張力、宏彎和微彎。在通常的使用條件下，光纖都會受到張力（如在光纜中）、均勻彎曲（如在圓筒上）或平行表面的兩點彎曲（如在熔接情況中）。在所有這些機械環(huán)境中，光纖經(jīng)受了環(huán)境構成所特有的應力。最普通的機械環(huán)境是單軸向張力。石英光纖是一種脆性材料，在施加的應力下經(jīng)歷持續(xù)的變形后會斷裂成兩段或幾段。由于光纖斷裂會導致通信線路中斷，故光纖的材料強度和可靠性是人們最關心的問題。對用于系統(tǒng)上的光纖而言，系統(tǒng)失效的唯一主要原因就是光纜失效，固有因素引起的失效很少，多半原因是由于火災和直埋光纜附近的挖掘引起突然斷裂一類的外部因素。隨著光纖制造技術的不斷提高，目前所用光纖的篩選強度都在0.69GPa以上，內(nèi)在的機械失效的概率很低，盡管如此，由于修理和更換光纖的成本很高，故相關的經(jīng)濟風險便不可小視，這些風險促使人們努力把運行中的內(nèi)在機械失效的概率減小到最低，因而提高光纖產(chǎn)品的長期機械可靠性是主要的課題。實際上，光纖的機械強度由表面存在的裂紋和雜質(zhì)決定，涂敷層也起著至關重要的作用。涂敷層的粘附力越強，對裂紋的保護作用就越明顯，光纖的強度就越高。另一方面，在光纜的連接中，需要剝除光纖的涂敷層進行熔接，在光纖光纜的測試中，需要剝除光纖的涂敷層制作端面，也就是說，光纖涂敷層應具有可剝性。所以涂敷層的粘附力不宜小也不宜大，按國家標準規(guī)定，涂敷層的剝離力在1.38.9N之間。當剝?nèi)ネ糠髮雍?，一根未支撐的光纖有一個自然彎曲的趨勢，即翹曲性能。例如，一根從V形槽的端面出來的懸空光纖可以向上、向下或者向左右彎曲。雖然翹曲對連接器、機械連接或使用有源校準的熔融連接沒有壞的影響，但翹曲可在光纖是無源熔融連接時或許多光纖同時熔接（光纖帶的批量熔接）時產(chǎn)生偏離。為了使得光纖能在實際的通信線路上使用，它應具有足夠的機械強度和便利的操作性能，以便于成纜和敷設，而且可在惡劣的環(huán)境條件下不會因疲勞而斷裂，以保證光纖足夠的使用壽命。我們必須弄清光纖的斷裂機理、機械強度試驗方法、表征光纖強度的各參數(shù)的物理意義和光纖使用壽命的計算方法。第二節(jié) 測量方法用來表征具有預涂覆層或緩沖層光纖的機械強度、操作性能、物理缺陷、可剝離性、應力腐蝕敏感性參數(shù)、翹曲性能優(yōu)劣的測量方法有：篩選試驗、光纖抗拉強度、磨損、目視、靜態(tài)和動態(tài)疲勞、側視顯微法和激光束散射法。下面將分別介紹這些試驗方法的測量原理、試驗裝置和試驗程序。一、光纖強度(1) 裂紋及斷裂光纖制造中石英玻璃的理論強度是由(SiO4)分子之間的鍵結合力所決定的.然后,石英玻璃光纖中玻璃基體存在的微小不均勻性、高溫熔融驟冷拉絲使表面形成應力分布不勻及環(huán)境塵埃、機械損傷等致使光纖產(chǎn)生微裂紋。特別應指出的是光纖強度既與光纖表面微裂紋有關，又與光纖縱向分布的微裂紋數(shù)量、大小和分布有關。借助脆性材料斷裂理論可以提示光纖表面微裂紋是如何導致光纖斷裂的原因。根據(jù)Griffith的脆性材料斷裂理論，假定光纖表面的微裂紋的裂口形狀為U字形。外界作用壓力將集中在U字形裂口的頂端，其上的應力可用彈性理論計算出來。如圖5.1所示的一個U字形裂紋，且所加應力垂直于裂紋。如外加應力為S，裂紋尖端有應力可用下式計算：圖5.1 U字形裂紋 (5.1)式中：L為裂紋長度，為裂紋寬度的一半。如果裂紋尖端的曲率半徑=/L，并假設L，則為： (5.2)斷裂應力與裂紋長度平方根成正比。又由Griffith斷裂理論中應力一倍移關系得知斷裂應力與裂紋長度L的關系為： (5.3)式中：E是楊氏模量，r為表面能。用裂紋尖端的應力場表示應力強度因子K則有： (5.4)將式(5.3)代入式(5.4)，可得到斷裂條件為： (5.5)KIC是應力強度因子的臨界值，稱為斷裂韌度。當裂紋應力強度因子K1增加到KIC時，光纖上的微裂紋將會生長、護展直至發(fā)生斷裂。斷裂力學正是研究有關光纖微裂紋生長規(guī)律的。若已知斷裂韌度KIC、裂紋大小和形狀，所謂光纖強度的問題就是如何消除微裂紋、怎樣保護微裂紋不遭水分、塵埃和化學物質(zhì)的侵蝕、設法緩解裂紋生長，預報光纖在容許的應力作用下光纖的使用壽命。(2) 裂紋生長假設石英玻璃光纖長度方向分布著非常小的物理缺陷或微裂紋。這樣光纖的臨界斷裂的發(fā)生常常是因為受到潮濕、塵埃、化學物質(zhì)作用使表面強度變?nèi)?，石英玻璃光纖的包層玻璃周圍涂覆著聚合物涂覆層或密封膜（例如，非晶態(tài)碳膜和施加金屬涂覆層）旨在減小這些削弱光纖強度的作用。在理想惰性環(huán)境條件下（低溫、濕度為零、高真空），任何裂紋都不會生長。僅當外界施加的應力增加到KIC時，斷裂才會發(fā)生。對非惰性環(huán)境下的光纖（如高溫、潮濕、環(huán)境中有水分或化學物質(zhì)），任何施加應力都會使裂紋生長。由于二氧化硅鍵發(fā)生水解，故它被稱作為應力腐蝕。在非惰性環(huán)境下，假定裂紋生長速率V與應力強度因子有關的經(jīng)驗公式如下： （5.6）瞬間斷裂的臨界裂紋生長速率Vc則為： (5.7)式中：A為與臨界裂紋生長速率所處的環(huán)境有關的材料尺寸參數(shù)。例如，Vc隨水分增加而增大。無量綱指數(shù)n為裂紋應力腐蝕敏感性參數(shù)簡稱n值。A和n都與實際環(huán)境有關。n值既可表明裂紋生長快慢（n值越高，裂紋生長越慢），又可以用來計算光纖的使用壽命。(3) 疲勞在一定條件下，光纖表面微裂紋生長擴大至光纖斷裂的過程稱為光纖的疲勞。應力腐蝕（敏感性）參數(shù)n是一個與施加應力使裂紋生長有關的無量綱的經(jīng)驗參數(shù)，其大小取決于環(huán)境溫度、濕度和其他環(huán)境條件。通常，人們按施加的應力方式不同，將疲勞分為靜態(tài)疲勞和動態(tài)疲勞。 靜態(tài)疲勞靜態(tài)疲勞即施加一個恒定的應力，測量其斷裂時間。試驗時，光纖在一個恒定外加應力的作用下，觀察最弱的裂紋斷裂所需的時間tf()。斷裂時間可由下式表示： (5.8)利用斷裂時間與施加應力的關系簡單求出ns，ns稱為靜態(tài)疲勞指數(shù)。A1為一常數(shù)。 動態(tài)疲勞動態(tài)疲勞即施加一個具有恒定速率的應力，測量加載和斷裂時間。在恒定外加應力速率a下，觀察斷裂時間tfd和斷裂應力f，三者之間滿足的關系為： (5.9)同時還有： (5.10)由式(5.10)可求出nd，nd稱為動態(tài)疲勞指數(shù)。A2為一常數(shù)。(4) 使用壽命當光纖處在真空環(huán)境中，由于沒有水分存在，所以不會發(fā)生應力侵蝕，其疲勞參數(shù)n（如nd和ns）為最大值，光纖也具有最高的強度，這時的強度就是光纖的惰性強度Si。當光纖在使用環(huán)境中具有使用壽命ts與它所承受的應力和光纖的惰性強度Si之間有如下關系： (5.11)上式中后兩皆為常數(shù)，所以當承受到的應力恒定時，光纖的使用壽命ts只與光纖的疲勞參數(shù)n值有關。n值愈大，光纖的使用壽命ts也就愈長。2. 測量方法(1) 篩選試驗 測量原理為了保證一個最低的光纖強度，篩選試驗是最好的方法。篩選試驗的目的就是將整個光纖制造長度上的強度低于或等于篩選應力的點去除，保證幸存光纖的機械可靠性。ITU-TG.650規(guī)定的篩選試驗的基準試驗方法為縱向張力法?？v向張力試驗法測量原理是一種施加張力荷載至拉絲涂覆后的整根連續(xù)長度光纖上。被測的初始光纖會斷成幾段短光纖，可以認為每段短光纖已通過篩選試驗。試驗結果既可用應力表示，也可用應變表示，它們的關系如下： (5.12)式中：E為零應力下的楊氏模量，c是一個非線性參數(shù)，其值由試驗確定（典型值為36）。由施加張力T計算得到的光纖張力為： (5.13)式中：2為玻璃光纖的直徑（125m），F(xiàn)是涂覆層承受的張力份額。F的大小由下式給出： (5.14)式中：n涂覆層層數(shù)；Ej第j個涂覆層的模量；Aj第j個涂覆層的標稱橫截面積；Eg玻璃光纖的彈性模量。 篩選試驗參數(shù)用規(guī)定的篩選應力p來控制幸存段光纖。篩選試驗中施加應力a的大小如圖5.2所示。圖5.2也顯出了加載時間t1、卸載時間tu和篩選時間td。篩選試驗施加抗張負荷的時間要盡可能地短，為了確保玻璃光纖經(jīng)受住篩選應力、篩選時間又要足夠的長。故光纖經(jīng)受抗張負荷的篩選時間一般為ls。圖5.2 篩選試驗中應力與時間t的關系篩選試驗中所施加的應力應始終超過規(guī)定的篩選應力p，以保證光纖有一個最低強度。不過，在這里需要提醒讀者的是，光纖的這個最低強度實際上是不可靠的，因為在卸掉篩選試驗應力期間的動態(tài)疲勞降低了最低強度，這將涉及到一個實驗上很難確定的裂紋生長參數(shù)，正是在卸掉篩選應力期間的次臨界裂紋生長降低了這個最低強度。在圖5.2中，放絲和收絲區(qū)，光纖上維持一低應力值（典型值應不超過篩選應力的10%）。在加載區(qū)，光纖應力由低應力傾斜上升至篩選應力，加載時間為t1。篩選試驗區(qū)，施加的篩選應力a值應大于規(guī)定的篩選應力p。卸載區(qū)，光纖應力從施加應力傾斜地降至小的應力值，卸載時間為tu，卸載時間應控制在用戶與廠家共同認可的最大值以下。 試驗裝置通過，光纖光纜生產(chǎn)中用來進行光纖篩選試驗的試驗有兩種類型：制動輪篩選試驗機和固定重量篩選試驗機。它們的結構和工作原理，如下所述。A. 制動輪篩選試驗機制動輪篩選試驗機的結構組成，如圖5.3所示。被篩選的光纖是以恒定的低張力從光纖盤上放出，經(jīng)篩選后，光纖在恒定張力下重新被繞到收線盤上。放線和收線張力是可調(diào)的。圖5.3 制動輪篩選試驗機的結構組成示意圖施加到光纖上的篩選荷載是由制動輪和驅(qū)動輪之間產(chǎn)生的速度差造成的。制動輪和驅(qū)動輪上皮帶用于防止光纖打滑。高精度張力計用來測量光纖上的荷載和控制制動輪與驅(qū)動輪之間的速度差來達到所需要的篩選荷載。篩選機施加荷載大小和操作速度快慢，可以由各自獨立的裝置控制。B. 固定重量篩選試驗機固定重量篩選試驗機的結構組成，如圖5.4所示。裝置中放線和收線動輪本身很輕，以求傳導給光纖最小的張力。放線輪和收線輪彼此同步。放線輪和收線輪上的壓緊皮帶用來防止光纖滑動。它們既不會對光纖施加附加張力，也不會損傷光纖涂覆層。圖5.4 固定重量篩選試驗機的結構組成示意圖荷載臂和一個盤子上的固定重物被安裝到一個固定重物輪的軸上來向光纖提供篩選應力。當需要增加光纖在篩選試驗區(qū)的長度時，可利用附加的惰輪來實現(xiàn)。圖5.5是一種利用惰輪增加光纖受試長度的方法。 試驗程序試樣應是一根全長光纖，兩端的短段可能不能滿足篩選試驗期間的所有技術要求，如最大卸載時間，應該在篩選試驗后去掉。短段試樣光纖長度的典型值小于50m。篩選試驗后，光纖的完全斷裂證明光纖受到破壞。檢驗光纖斷裂的方法包括：目視檢查和OTDR測量。將斷裂區(qū)去除后，經(jīng)受住的光纖長度被認為通過了篩選試驗。如果篩選機經(jīng)張力校準，可由式(5.13)求出應力，由式(5.12)求出應變。圖5.5 增加光纖受試長度的方法涂覆光纖機械強度篩選試驗分級要求應符合表5.1的規(guī)定。表5.1 光纖強度篩選試驗分級等 級篩選應力不低于GPa0.691.38篩選應變不低于%1.02.0注：上述兩種表示方法是等效的(2) 抗拉強度 測量原理篩選試驗只是保證了光纖的最低強度，在一根實際的石英玻璃光纖表面，存在著許多微裂紋，簡單地對光纖施加張力，那么沿著光纖長度方向和在光纖的橫截面積中均勻地存在著應力。我們也可以用光纖斷裂累積概率的威泊爾分布來表征光纖的強度，即：一定長度的光纖，在應力的作用下，光纖的斷裂累積概率可用威泊爾分布來描述。 (5.15)式中：F為小于或等于的應力下光纖斷裂的累積概率：0是在“標距”長度L0下測得的，與e-1或36.8%的累積概率相對應的強度；L0、0和m均為常數(shù)。為獲得不同長度光纖斷裂概率的威泊爾分布，必須對光纖試樣作拉力試驗。將光纖試樣拉斷，記下斷裂的應力值，最后根據(jù)記錄統(tǒng)計光纖在不同拉力強度下斷裂累計概率分布，作出威泊爾分布曲線（參看5.2.2節(jié)），并用其來判斷光纖抗拉強度和使用壽命。 試驗裝置光纖抗拉強度的試驗裝置為一臺合適的拉力機。拉力機的拉伸方向可以是垂直的或水平的。拉力機的拉伸速度每分鐘應為試樣長度的約3%5%。夾持光纖可用卡盤或其他合適的方法，光纖夾具應不使光纖試樣損壞和打滑。 試驗程序應使制備的試樣受試長度達到1m（短試樣）或1020m（長試樣）。如果需要，試樣可在溫度20的自來水槽中或在氣候室（如控制溫度23和相對濕度95%）中作預處理。預處理時間應不少于24h。l 試驗A：試驗A適合于試樣不要求作預處理的情況。試驗前，先將試樣安置在拉力機上，兩夾具之間的光纖自由長度應達到1m或1020m。拉伸速度按光纖產(chǎn)品規(guī)范中的要求。l 試驗B：試驗B適合于試樣要求作預處理的情況。試驗時，將試樣從預處理裝置中取出后的5分鐘內(nèi)將其安置到拉力機上，兩夾具之間的光纖自由長度應達到1m或1020m。拉伸速度按光纖產(chǎn)品規(guī)范中的要求。未老化光纖的最低抗拉強度應符合表5.2中的規(guī)定。表5.2 未老化光纖的最低抗拉強度(GPa)光纖標距長度(m)威泊爾概率水平15%50%0.53.143.801.03.053.72102.763.45202.673.37二、疲勞參數(shù)1. 定義在一定應力條件下，光纖表面微裂紋生長擴大至光纖斷裂的過程稱為光纖的疲勞。通常，按施加應力的模式光纖的疲勞可分為：靜態(tài)疲勞和動態(tài)疲勞。人們常常用靜態(tài)疲勞參數(shù)和動態(tài)疲勞參數(shù)來表征光纖的疲勞性能。2. 測量方法任何光纖的疲勞試驗都應在盡可能接近實際應用的模擬條件下確定斷裂應力和疲勞性質(zhì)。ITU-T G.650推薦的疲勞參數(shù)的試驗方法有：動態(tài)疲勞的軸向張力法、動態(tài)疲勞的兩點彎曲法、靜態(tài)疲勞的軸向張力法、靜態(tài)疲勞的兩點彎曲法和靜態(tài)疲勞的均勻彎曲法。鑒于本書篇幅限制，我們僅介紹國內(nèi)通用的動態(tài)疲勞軸向張力法和靜態(tài)疲勞軸向張力法，以饗讀者。(1) 動態(tài)疲勞參數(shù)的軸向張力測試法 測量原理軸向張力法是用來確定光纖在規(guī)定的恒定應變速率下的動態(tài)疲勞參數(shù)。軸向張力法測量原理是通過改變應變速率來檢驗光纖的動態(tài)疲勞性能。這個試驗方法適用于斷裂應力值的對數(shù)與應變速率的對數(shù)呈線性關系的那些光纖和應變速率。 試驗裝置軸向張力法測定光纖動態(tài)疲勞參數(shù)nd的試驗裝置，如圖5.6所示。試驗裝置的主要組成有：試樣夾持裝置、力值傳感器、可變速度驅(qū)動裝置等。A. 試樣夾持裝置選擇一種用彈性材料套覆蓋表面的合適輪子來夾持光纖。不受試驗的一段光纖圍繞輪子纏繞幾圈，端頭用彈性或膠粘帶固定。光纖繞在輪子上不得交叉。光纖伸長前兩輪軸芯之間 的光纖長度定為標距長度。確定輪子和滑輪直徑的原則是，纏繞在輪子上的光纖不應受到能引起光纖斷裂的彎曲應力。對典型的石英玻璃光纖，光纖纏繞在輪子上或繞過滑輪時，彎曲應力不應超過175MPa（對125/250m-包層/涂覆層石英玻璃光纖，最小的輪子直徑為50mm）。輪子表面應有足夠的剛性，以保證充分加載時，光纖不會切割表面。圖5.6動態(tài)疲勞軸向張力法試驗裝置B. 力值傳感器力值傳感器用來測定每根被測光纖在軸向張力拉伸過程中直至斷裂時的抗拉應力。力值傳感器應與光纖受到負載時的同樣方式進行定標和定向。在恒定的速率下移動一個或兩個輪子來增加夾持輪子之間的間距，其初始間距等于光纖的標距長度。標定力值傳感器重量包括斷裂負載或最大負載（最大負載的50%、最大負載、大于最大負載50%）。C. 可變速度驅(qū)動裝置速度控制單元的設定應通過試驗確定，以符合規(guī)定的應變速率。應變速率應用單位時間標距長度的百分數(shù)來表示。選擇有效的最大應變速率時，應考慮試驗方法的各個方面，諸如設備的能力及試樣的材料特性等?？s短試驗周期的方法是使用較快的應變速率和較低的負載。例如，規(guī)定的應變速率為0.025%/min，先用次快速率（0.25%/min）來試驗一些試樣，以建立斷裂應力范圍；然后用次快速率把光纖預加載到等于或小于在此速率下找到的最低斷裂應力的80%；最后按規(guī)定的應變速率進行試驗直至光纖斷裂。 試驗程序所有試樣應在試驗環(huán)境中至少預處理24h。試驗應在恒定的環(huán)境條件下進行。試驗期間，溫度的標稱值應在20232之內(nèi)；相對濕度的標稱值應在40%605%之內(nèi)；為獲得可靠的實驗結果，要求相對濕度的標稱值靠近50%RH。軸向張力法測量光纖動態(tài)疲勞參數(shù)的試驗程序下：設定和記錄標距長度，設定和記錄應變速率，將夾持輪返回到標距長度的間隔位置。將光纖試樣兩端依次安裝在夾具上。光纖的切線點應與負載標定時處于同一位置。引導每根試樣，在卡盤上至少纏繞要求的圈數(shù)，各圈不得互相交叉。將負載記錄儀置于零位。啟動電機拉伸光纖，記錄應力與時間的關系曲線，直至光纖斷裂，關掉電機。對試樣組的所有光纖重復上述試驗程序，以獲得所有的光纖應力與時間的關系曲線。動態(tài)疲勞參數(shù)的計算步驟如下：A斷裂應力當忽略涂層效應（小于5%）時，對通用包層直徑為125m、涂覆層直徑為250m（聚合物涂覆層）的光纖，可用下式計算斷裂應力f：f=T/Ag (5.16)式中：T涂覆層光纖試樣的斷裂張力；Ag玻璃光纖的標稱橫載面積。B. 給定應變速率下的斷裂應力繪制表征總體的威泊爾分布曲線需按以下步驟進行：a. 將斷裂應力從最低至最高值依次排列好，并按順序給定一個序號k，即第一號為最低斷裂應力，第二號為低斷裂應力等等。即使幾個試樣的斷裂應力相同，也要對其給定不同的序號。b. 計算每一斷裂應力的累積失效概率Fk：Fk=(k-0.5)/N k=1、2 (5.17)式中：N樣本大小。c. 在威泊爾概率紙上繪出1n-1n(1-Fk)對1n(f)的威泊爾曲線。d. 曲線上標出所需數(shù)據(jù)。對給定標距長度和直徑的試樣，動態(tài)疲勞的威泊爾曲線與下述累計概率函數(shù)有關：Fk=1-exp-(f/0)md (5.18)設k(P)=PN+0.5來定義一個與給定概率P有關的序號。若k(P)為整數(shù)，令 f(P)=Ffk(P)為第k(P)序號的斷裂應力。若k(P)不為整數(shù)，令k1為低于k(P)的整數(shù)，且k2=k1+1。然后，令中值斷裂應力為f(0.5)。威泊爾斜率為： (5.19)式中：f(0.85)累積失效概率為0.85時的斷裂應力；f(0.15)累積失效概率為0.15時的斷裂應力。威泊爾參數(shù)為： (5.20)繪出每種應力速率的威泊爾分布曲線，確定每種應力速率的中值斷裂應力f(0.5)。動態(tài)疲勞參數(shù)nd的計算為中值斷裂應力f(0.5)，通常會隨恒定應力速率a按下式變化：截距 (5.21)式中：截距為單位應力速率下斷裂應力的對數(shù)，如圖5.7所示。按ITU-T G.650(2000)規(guī)定光纖的動態(tài)疲勞參數(shù)nd應不小于20。圖5.7 斷裂應力與應力速率的動態(tài)疲勞參數(shù)曲線(2) 靜態(tài)疲勞參數(shù)的軸向張力測試法 測量原理軸向張力法又可以用來確定單根光纖段張力下的靜態(tài)疲勞參數(shù)。軸向張力法測量光纖靜態(tài)疲勞參數(shù)的測量原理是通過改變施加的應力大小來檢驗光纖的靜態(tài)疲勞性能。 試驗裝置圖5.8所示的是兩種軸向張力試驗裝置。每種試驗都由光纖夾具對光纖施加應力和監(jiān)測光纖斷裂時間部分構成。由圖可知，受試光纖的標距長度，即兩個光纖卡盤之間的距離應力500mm。圖5.8 靜態(tài)疲勞軸向張力法試驗裝置光纖夾具如圖5.8所示。施加應力的方法是用已知重量懸掛在一個輪子上給光纖施加應力。在對光纖施加應力的懸掛重物下放置記時器用來測量光纖斷裂時間。 試驗程序每個標稱應力水平下的樣本大小應至少為15個光纖試樣。應對至少五種不同的標稱施加應力水平a進行試驗。標稱應力的選擇應使其中值斷裂時間大約從1小時30天，使得在對數(shù)坐標紙上有大約相等的間距。對標準的石英玻璃光纖，達到這一要求的負載范圍為3050N。由于斷裂時間取決于光纖斷裂應力和疲勞參數(shù)，所施加的實際標稱應力水平和施加的應力水平的個數(shù)能反復來確定。換句話說，開始試驗時可以用一個寬的應力水平范圍，將斷裂太快或太慢的試驗數(shù)據(jù)舍去。樣品作完預處理之后，安裝在試驗裝置上，監(jiān)測并記錄每根光纖斷裂的時間。對一樣品組在給定的標稱應力水平下進行試驗時，只要中間樣品已斷裂，就可提前中止試驗。若多半樣品已斷裂，在所有余留樣品斷裂以前就可進行計算并確定中值斷裂時間。斷裂應力和靜態(tài)疲勞參數(shù)ns的計算步驟如下：A. 斷裂應力斷裂應力與動態(tài)疲勞參數(shù)中計算方法相同。B. 靜態(tài)疲勞參數(shù)ns樣品中值法不需假設威泊爾斜率為線性。對每種標稱應力水平i對應的中值斷裂時間ti就被確定。用最小均方差的方法把數(shù)據(jù)擬合到下面線性回歸模式：-ns1n(i)+截距=1n(ti) (5.22)上式中的截距值為：截距=中值1n(ti)+ns中值1n(i) (5.23)三、可剝性1. 測量原理光纖的可剝性的測量原理是利用立式拉力機提供受試光纖和剝離工具之間的相對運動來定量確定沿光纖縱向機械剝?nèi)ケＷo涂覆層所需的力?？蓜冃栽囼炛饕糜跈z驗具有預涂覆層的光纖或具有其他被覆層光纖的涂覆層或被覆層剝離的難易程度。2. 試驗裝置光纖涂覆層剝離試驗裝置，如圖5.9所示。試驗裝置主要有：拉伸裝置、力值傳感器、轉換放大器和剝離工具等。它們的工作作用如下所述。(1) 拉伸裝置使用一臺合適的拉力機（如立式拉力機）來提供受試光纖與剝離工具之間的相對運動。拉伸裝置應能提供恒定的剝離速率，沒有猛拉受試光纖或剝離工具的現(xiàn)象。拉伸裝置還能提供兩個方向的相對運動，以便復位。剝離工具應在拉伸裝置的夾頭上夾緊，其刀刃與光纖軸垂直。為防止光纖彎曲，牢固夾緊受試光纖的另一端。(2) 力值傳感器采用一臺合適的能檢測出剝?nèi)ス饫w涂覆層時施加于光纖的力的傳感器。(3) 轉換放大器轉換放大器接收來自力值傳感器的信號，并能顯示出被測光纖涂覆層剝除時的剝離力，力值讀數(shù)應是連續(xù)的。例如，用一臺曲線記錄儀記錄最大力和平均力，以及剝離中力值波動的幅度和頻率。圖5.9 光纖涂覆層剝離試驗裝置(4) 剝離工具試驗結果的準確性主要取決于剝離工具的設計。剝離工具應做到不損傷光纖包層表面，刀刃直徑大于被剝離光纖標稱包層直徑50m。剝離工具刀刃應不引起光纖彎曲，刀刃對接在同一平面上為最佳狀態(tài)。剝離工具應安裝在拉力機固定架上，刀刃磨損到影響試驗結果時，應予以更換。3. 試驗程序試樣應能代表總體光纖,以便作出正確的質(zhì)量評估。由于試驗的可變性，故至少取10段試樣做試驗，然后取平均值得到該試樣的試驗結果。所剝光纖長度會影響剝離力。對于標稱涂覆層直徑為250m的光纖，所剝光纖長度對剝離力影響很小。光纖的剝離長度規(guī)定為：對于標稱涂覆直徑為250m的光纖，可取的值為20mm、30mm和50mm；對于有較粗的涂覆層直徑的光纖，可選取較短的剝離長度。試樣總長度由光纖固定端與剝離工具間的距離，要通過剝離工具所規(guī)定的待剝光纖長度和在固定端把光纖繞到輪子上所需的長度來確定。試驗結果部分取決于光纖的剝離長度，與試樣總長度無關。從光纖上剝?nèi)ネ扛矊铀璧牧Σ糠秩Q于剝離速率。如果要比較不同試驗的結果，應采用相同的剝離速率。拉伸試驗應按規(guī)定的速率在光纖與剝離工具之間提供相對運動（對于標稱涂覆層直徑為250m的光纖，可取的值為100mm/min或500mm/min，較粗涂覆層直徑的光纖剝離速率或取100mm/min）。試樣應在255的溫度和30%60%的相對濕度下至少預處理24h。每組試樣光纖試驗前，應按設備儀器使用說明書標定轉換器和力值傳感器。安裝之前，剝離工具兩刀刃周圍的區(qū)域應無殘渣和/或累積物。試驗光纖的一端應緊固在試驗夾具上，使其在加載時不打滑（例如光纖在直徑為80mm的輪子上繞三圈）。光纖的另一端穿過剝離工具，并插入到光纖導向孔中。距光纖端頭規(guī)定的距離處切開涂覆層。啟動拉伸機，在光纖和剝離工具之間提供一個恒定的相對運動，從光纖上剝?nèi)ネ扛矊?。觀察、測量記錄剝?nèi)ゲＡЧ饫w涂覆層所需的力，要去除試驗期間光纖斷裂情況下的數(shù)據(jù)。當涂覆層完全從光纖上剝?nèi)r，試驗完成。GB/T 9771.1.5-2000規(guī)定單模光纖涂覆層所需的剝離力峰值宜在1.38.9N范圍內(nèi)。四、光纖的翹曲1. 定義光纖的翹曲是剝除預涂覆層后的石英玻璃裸光纖自然彎曲的曲率半徑，以米表示。光纖的翹曲特性是由于光纖制造過程中的高速拉制和驟然冷卻過程致使光纖中產(chǎn)生內(nèi)應力，即淬火造成的裸光纖固有的一種彎曲特性。為了更好地理解光纖翹曲的物理意義，我們以一圓形的模型來解析光纖的翹曲。光纖翹曲的圓形模型，如圖5.10所示。當光纖進行熔接時，需要將待熔接的光纖端頭上的涂覆層剝?nèi)ィ缓髮⑵浞旁谌劢訖C中的V型槽中的光纖定位器上夾好，被熔接的裸光纖將伸出一段長度為x。由于石英玻璃裸光纖固有的自然彎曲（翹曲）特性，光纖的自由端就會偏離光纖固定器的軸線一定距離f。我們假設光纖伸出段彎曲后形成一個以R為半徑的圓周上的一段圓弧，這樣我們就可以借助圖5.10所示的圓形模型來求出光纖的曲率半徑（翹曲）R的值。由圖5.10得知，三角形ABC是一直角三角形，AB是斜邊，長度用c表示則有： (5.24)又知三角形為一等腰三角形，OC為底邊上的高，三角形ABC的角等于三角形AOC的角，則有： (5.25)將式(5.24)代入式(5.25)則可將光纖的曲線半徑（翹曲）R的表示式為： (5.26)利用式(5.26)，只要測出裸光纖的伸出長度x和偏移距離f，我們就可以計算出光纖的翹曲度參數(shù)R。圖5.10 光纖翹曲的圓形模型2. 作用光纖翹曲是光纖本身固有的自然彎曲特性，它對光纖的連接損耗的影響相當大，特別是對多根光纖構成的光纖帶的連接，由于各根光纖翹曲方向是隨機的，故對靠V槽定位和對準的光纖帶中諸多的連接損耗的影響將更大。因此對光纖帶光纜中所用的光纖翹曲度要比普通光纜中光纖翹曲度要求更嚴格。光纖翹曲特性對連接損耗的影響機理是由于光纖翹曲導致被連接兩光纖間的軸線傾斜，如圖5.11所示。圖5.11(a)表示一根光纖有翹曲，另一根光纖無翹曲的情況，等效軸線斜角為；圖5.11(b)表示二根光纖都有同樣翹曲的情況，等效軸線斜角為2。當然，有翹曲的兩根光纖連接時，二者的相對位置情況多樣，但最壞的情況是兩者翹曲方向完全相反，這時產(chǎn)生的連接損耗最大。圖5.11 光纖翹曲引起的軸線傾斜情況軸線傾斜角的數(shù)值可以通過圖5.10所示的曲率半徑R和伸出長度x來計算：(度) (5.27)由式(5.27)得知，光纖翹曲度R越大，伸出長度x越小，等效軸線型傾斜角越小，連接損耗也越小，；因此，當前有關光纖標準已將光纖翹曲半徑數(shù)值由原來的2m提高到4m，這對確保很小的光纖連接損耗起到十分大的作用。3. 測量方法光纖翹曲的測量方法有側視顯微技術和激光束散射法。這兩種測量方法的測量原理、試驗裝置、試驗程序和試驗結果等如下所述。(1) 側視顯微技術 測量原理側視顯微技術測量光纖的翹曲的測量原理是通過確定未支撐光纖端頭繞光纖軸旋轉時產(chǎn)生的偏離量來確定未涂覆光纖的曲率半徑（翹曲）。在已知光纖最大偏離量和從光纖夾具到測量點的懸空距離，用一個簡單的圓模型就能計算出光纖的曲率半徑（參看圖5.10）。 試驗裝置側視顯微技術中的光學顯微鏡測量光纖翹曲試驗裝置，如圖5.12所示。試驗裝置的主要組成部分有：光纖夾具、旋轉夾具、偏離測量裝置、攝像機、監(jiān)視器和視頻分析儀等。圖5.12 光學顯微鏡測量光纖翹曲試驗裝置A. 光纖夾具用一合適的夾具來保持試樣光纖在一個恒定的軸上并允許光纖旋轉360。夾具可以由V型槽，例如真空卡盤或一光纖套筒組成。若使用套筒，為減小測量偏離的易變性，需保證內(nèi)徑與光纖外徑的配合公差足夠小。B. 旋轉夾具采用一旋轉夾具夾住光纖一端，并能提供將試樣旋轉360的精確方法。該裝置可以手動操作，或靠步進電機驅(qū)動。C. 偏離測量裝置提供一種來測量光纖旋轉360時偏離的裝置。該裝置由可視顯微鏡組成。若采用可視顯微鏡，要提供允許精確測量光纖偏離的方式。例如測微目鏡或圖像分析系統(tǒng)。D. 攝像機和監(jiān)視器攝像機和監(jiān)視器可用于增強手動或自動操作的可視系統(tǒng)功能。E. 視頻分析儀采用視頻圖像分析儀，可提供更精密的測量線定位F.計算機可用計算機系統(tǒng)進行過程控制、數(shù)據(jù)收集和計算。 試驗程序試樣應是一段適當長度的未成纜光纖，其一端應剝?nèi)プ銐蜷L度的涂覆層，使之能安裝在夾具上并有適當懸空長度。將裸光纖端安放在光纖夾具中，端頭伸出夾具外適當?shù)膽铱站嚯x，典型懸空距離是1020mm。試樣另一端固定在旋轉裝置上。旋轉試樣直到偏離讀數(shù)是在最大或最小位置，記錄此時的偏離值D0；在旋轉試樣約180直到偏轉讀數(shù)是在另一極端位置，記錄偏離值D1。偏離量f可由下式計算： (5.28)式中：D0和D1分別是最小偏離值和最大偏離值。因為測量任何樣品的總光纖偏離量將取決于懸空距離x，采用圓模型把光纖翹曲作為曲率半徑Rc進行計算是方便的。 (5.29)式中：Rc曲率半徑；x懸空距離；f光纖偏離量。(2) 激光束散射法 測量原理激光束散射法測量裸光纖曲率半徑（翹曲）的測量原理是用激光束散射，通過線傳感器讀出反射光束之間的距離，再將其有關參數(shù)代入光纖曲率半徑（翹曲）計算公式，從而求出未涂覆光纖的翹曲。 試驗裝置激光束散射法測量光纖翹曲的試驗裝置，如圖5.13所示。試驗裝置主要由光源和檢測器組成。A. 光源光源選用的是分離的氦氖激光束作為光源，由一只氦氖激光器、光束分離器和一個三棱鏡組成。B. 檢測器采用像電荷耦合器件線性傳感器一類的圖像傳感器作檢測器。圖5.13 激光散射法試驗裝置 試驗程序光纖試樣被固定在一個旋轉夾持器中，夾持器應允許試樣光纖繞夾具的軸旋轉360。裸光纖固定在試樣夾持器中并豎直延伸出夾持器一個規(guī)定的懸空長度。用一根非翹曲光纖給出系統(tǒng)的標定因子。光纖試樣旋轉時，通過線性傳感器讀出兩反射光束之間的距離。將最大反射光束距離記作s。光纖的曲率半徑可由下式求出： (5.30)式中：Rc光纖的曲線半徑；L光纖和線傳感器的距離；s反射光束距離；z入射光束距離。按國家有關光纖性能的規(guī)定，光纖的翹曲度宜大于4m。第六章 光纖帶機械性能第一節(jié) 光纖帶機械性能測試的目的眾所周知，光纖帶是由紫外光固化涂覆光纖和紫外光固化粘結材料共同組合的線性矩陣。如果光纖帶在成纜、施工、使用、維護中受扭轉、殘留扭轉等外力作用，那么會影響光纖的傳輸性能和機械使用壽命。同時，光纖帶在施工、維護中應具有可分離性，即光纖能從光纖帶中分離成若干根光纖的子單元或單根光纖。光纖帶便于剝離，即光纖涂覆層及光纖帶粘結材料能容易地剝除。這樣，光纖帶機械性能包括：可分離性、可剝離性、抗扭轉能力和殘余扭轉度。研究光纖帶機械性能的目的在于，從光纖帶結構出發(fā)，通過模擬光纖帶在成纜、施工中受扭轉等條件進行必要的試驗來確保光纖帶的傳輸、機械性能及使用壽命。第二節(jié) 測量方法國內(nèi)外有關標準中介紹的驗證光纖帶機械性能優(yōu)劣的試驗方法有：光纖帶的可分離性、光纖帶剝離性、光纖帶抗扭轉能力和光纖帶殘余扭轉度。本章將簡要介紹這些試驗的測量原理、試驗裝置和試驗程序。一、 光纖帶可分離性1. 測量原理光纖帶可分離性試驗的測量原理是利用一工具或手工將未老化的6芯或12芯或24芯光纖帶中的光纖分離成單根或多根光纖的子單元。光纖帶可分離性試驗的目的有兩個：(1) 保證要求分離的光纖帶具有足夠的抗撕裂性能。(2) 確保要求分離的光纖帶具有可分離成單根光纖或多根光纖子單元的分離性。2. 試驗裝置光纖可分離性試驗裝置應包括一個具有合適夾具的張力強度測量裝置和一個放大倍數(shù)為100倍的顯微鏡。3. 試驗程序?qū)τ趎芯光纖帶，從被測的每個約1m長的光纖帶試樣上截取最小長度為100mm的光纖帶試樣，共取n/2段試樣；對m批光纖帶，光纖帶試樣數(shù)共有mn/2個。對于x個光纖帶試樣（從批次中抽取，在產(chǎn)品規(guī)范中，x一般規(guī)定為35），用刀器將被試光纖帶中光纖一根根與光纖帶中其他光纖分開至長度為2530mm，以便于試驗時夾持，如圖6.1所示。對于x較多的光纖帶試樣，要將光纖帶中光纖兩根兩根地與光纖帶中其他光纖分開，直至分出的光纖根數(shù)為被測試光纖帶芯數(shù)的一半，即n/2。圖6.1 可分離性試驗試樣制備可分離性試驗程序如下：將每個試樣插入強度測量裝置上，如圖6.2所示，在離分離起始點約3mm處位置將分開的光纖夾住，以100mm/min的速度慢慢地將光纖撕開至50mm的長度，并連續(xù)記錄50mm的長度上的撕裂力。用顯微鏡檢查可分離性，即光纖帶撕裂后預涂覆層和著色層受損的情況。最后，比較所測的各光纖所需撕裂力的大小。圖6.2 光纖帶可分離（撕裂）試驗示意圖評定光纖帶可分離性優(yōu)劣條件有：不使用特殊工具或器械就能完成光纖帶的分離。完成撕開時所需的應力不超過4.4N。光纖分離過程不應對光纖的傳輸和機械性能造成永久性的損傷。在分離試驗后光纖著色層允許有點脫落，但在任意2.5cm長度的光纖上應留有足夠的便于光纖帶中各光纖相互區(qū)別的色標。二、 光纖帶可剝離性1. 測量原理使用專用的剝離工具，從未老化和老化的光纖帶上，以機械的方式剝?nèi)ヒ欢伍L度大于25mm光纖帶的粘結材料、著色層和光纖預涂覆層，以驗證光纖帶的可剝離性的優(yōu)劣。2. 試驗裝置光纖帶可剝離性的試驗裝置為一專門的剝離工具和用來擦去光纖帶上各涂覆層殘留物的酒精。3. 試驗程序受試光纖帶試樣預處理方法有兩種：溫度濕度老化法和水老化法。溫度濕度老化法是將受試光纖帶浸泡在溫度為852，非冷凝濕度為855環(huán)境中停留30天。水老化法是將受試光纖帶浸泡在溫度為235的去離子水或蒸餾水中持續(xù)14天。光纖帶可剝離性試驗在標準大氣壓下進行。未經(jīng)過老化、濕度老化和水老化光纖帶的可剝離性試驗應在老化后的8小時內(nèi)完成。剝離后的光纖帶的清潔應用酒精擦清光纖上的殘留涂覆物，以使玻璃光纖能夠熔接。可剝離性試驗的試樣最少為10個。三、 光纖帶抗扭轉1. 測量原理光纖帶在成纜、敷設、使用和維護中不可避免地受到扭轉的作用。光纖帶抗扭轉試驗的測量原理是設法在光纖帶上施加荷載，借助循環(huán)扭轉來模擬光纖帶實際扭轉情況，以檢驗光纖帶結構的機械和功能的完整性，確保光纖帶經(jīng)受扭轉力作用后，光纖帶中光纖不會分離成單根光纖或多根光纖子單元。2. 試驗裝置光纖帶扭轉試驗的試驗裝置，如圖6.3所示。該試驗裝置由兩個豎直放置的光纖帶定位夾具和為每根光纖施加1N張力的吊掛荷重器具組成。圖6.3 抗扭轉試驗裝置3. 試驗程序從不同批次的光纖帶中選取5個有代表性試樣，每個試樣長度為340mm。將制備好的光纖帶試樣牢固地固定在試驗裝置中，兩夾具夾持的光纖帶距離為300mm。試驗時，先將頂端夾具順時針旋轉180回到起始位置后，再逆時針旋轉180，然后再回到起始位置，這就構成一個循環(huán)扭轉試驗。扭轉試驗應重復進行20個循環(huán)，扭轉速度為每分鐘20個循環(huán)。四、 光纖帶殘余扭轉1. 測量原理光纜中絞合的光纖帶長度與敷設的光纜中的光纖長度相等。接入網(wǎng)中饋線和配線中所用的光纜要經(jīng)受很寬的溫度和濕度的作用。這種作用在光纜接續(xù)點或地上標準終接點或接頭盒處特別顯著。光纖帶必須在無扭轉狀態(tài)才能保持它們的尺寸完整性，允許重新排列或限制因光纖扭轉引起宏觀彎曲致使衰減增大。光纖殘余扭轉的測量原理是在受試光纖帶底部懸掛IN的荷載，使光纖帶發(fā)生扭轉，測量出扭轉角，用扭轉角除以光纖帶試樣長度就可以計算出光纖帶的殘余扭轉。2. 試驗裝置光纖帶殘余扭轉試驗裝置，如圖6.4所示。該試驗裝置由兩個夾具、一個加載重物和扭轉角測量儀器組成。圖6.4 光纖帶殘余扭轉試驗裝置3. 試驗程序從被試光纖帶中選取5個有代表性的試樣，每個試樣長度應不小于50mm。將試樣置于85下老化30天。試驗時，用夾具固定光纖帶的頂部，并在光纖帶底部加1N的荷重，使光纖帶無扭轉，記錄下此時光纖帶的位置，然后，卸除負荷，光纖帶發(fā)生扭轉，測量扭轉角；用角除以光纖帶試樣長度計算出光纖的殘余扭轉。第七章 光纖的環(huán)境性能第一節(jié) 光纖環(huán)境性能測試的目的隨著人們對信息需求的日益增長及光纖通信技術的日趨成熟，光纖光纜正在以架空、直埋、管道、溝道、隧道、水下等敷設方式在各種各樣的實際使用環(huán)境中，織制著縱橫交錯的光纜網(wǎng)絡。光纖光纜跨越各種溫區(qū)，要能經(jīng)受不同環(huán)境條件的作用。為確保光纖能在各種嚴酷環(huán)境條件下正常工作，我們應該模仿光纖實際使用場所的溫度、潮濕、高溫高濕、高溫、核輻射等環(huán)境條件設計出溫度循環(huán)、浸水、高溫高濕、高溫、核輻射等試驗來檢驗光纖對氣候的適應性、耐核輻射等性能是否符合要求。人們正是在充分研究光纖的環(huán)境性能的基礎上，設法改進光纖的材料選擇、結構設計、制造工藝、正確選擇涂覆、套塑材料及相應的涂覆工藝和合理選擇光纜材料、光纜結構和成纜工藝。如果我們從理論和試驗中找出致使光纖環(huán)境性能下降的原因所在，那么改善光纖環(huán)境性能的辦法也就指日可待了。第二節(jié) 測量方法光纖環(huán)境性能試驗主要包括溫度循環(huán)。浸水、高溫高濕、核輻射等。溫度循環(huán)試驗用來驗證光纖的氣候適應性能，浸水試驗是考察光纖的耐水侵蝕性能，高溫高濕試驗則是判斷光纖耐高溫高濕作用的性能，高溫試驗是用來評價光纖耐高溫的性能，核輻射試驗用以檢測光纖耐射線輻射的耐輻照性能。下面對光纖環(huán)境性能的測量原理、試驗裝置和試驗程序等作簡單介紹。一、溫度循環(huán)1. 測量原理光纖溫度循環(huán)試驗的測量原理是通過模擬光纖在儲存、運輸和使用期間可能經(jīng)受的最壞溫度變化來確定A1a-A1d多模光纖和B1-B4單模光纖對溫度變化的衰減穩(wěn)定性，即光纖的衰減溫度特性。光纖的溫度衰減特性試驗是將受試的整筒光纖放在氣候室內(nèi)，在溫度循環(huán)試驗規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進行溫度循環(huán)試驗，以確定溫度變化時，光纖的附加損耗量。溫度循環(huán)試驗結束后，可按下式計算出光纖的平均附加損耗： (dB/km) (7.1)式中：P分別在試驗點TA、TB、保溫后的穩(wěn)定光功率；P0參考溫度T0的光功率；L試樣長度。另外，我們還可以用光時域反射計(OTDR)直接測量不同溫度點的OTDR曲線，從而確定光纖的溫度附加損耗量。2. 試驗裝置光纖的溫度衰減特性的試驗裝置主要由衰減測量裝置和氣候室組成。(1) 衰減測量裝置應采用GB/T 15972.4-1998光纖總規(guī)范第4部分：傳輸特性和光學特性試驗方法中規(guī)定的傳輸功率監(jiān)視法和GB/T 15972.4規(guī)定的后向散射法中的衰減測量裝置來測定被測光纖的溫度衰減變化。(2) 氣候室氣候室的體積大小應適合容納被試光纖線盤，氣候室的溫度應地規(guī)定試驗溫度范圍內(nèi)，其溫度控制精度應在3內(nèi)。采用強制空氣循環(huán)來維持氣候室內(nèi)溫度均勻，氣候室的設置及輔助設備的安放要避免冷凝水滴落到受試光纖試樣上。3. 試驗程序試樣為出廠長度或按產(chǎn)品規(guī)定的長度，并應為可達到所需試驗準確度的適當長度。建議被試光纖最短長度為：多模光纖(A1aA1d)應不短于1000m，單模光纖(B1B4)應不短于2000m。如果受試光纖經(jīng)滑石粉處理，那么應從該試樣光纖中抽出一段未涂抹滑石粉的光纖進行試驗。為了得到具有重復性的試驗結果，試驗光纖應松馳地繞在線盤上并置于氣候室內(nèi)。試驗結果可能會受到光纖彎曲半徑的影響。基于這個考慮，試樣松繞成卷并用滑石粉材料處理，以便使卷繞的緊挨各圈，彼此能自由地移動。受試光纖可以以水平或垂直方式繞成最小彎曲直徑為150mm，以避免發(fā)生宏彎作用。被測光纖試樣放入氣候室內(nèi)，在規(guī)定的時間內(nèi)經(jīng)受各種溫度變化。試驗條件，如表7.1所示。表7.1 溫度循環(huán)試驗條件預處理條件溫度測試條件標稱值2h,23,50RH最低溫度TA-60或-40最高溫度TB+85或+70在每個溫度下最小的持續(xù)時間t12h最大的溫度速率斜坡速率1/min需要完成的循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù)2試驗具體步驟與內(nèi)容大致如下：試驗前應將被試光纖試樣置于正常試驗大氣環(huán)境中預處理時，目視檢查外觀，然后將試樣光纖的兩端分別與穩(wěn)定光源和光檢測系統(tǒng)連接好，待監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定后測定環(huán)境溫度下的衰減基準值。將處于環(huán)境溫度下的試樣光纖置入氣候室，并將試樣光纖兩端引出氣候室外，與穩(wěn)定光源和光檢測系統(tǒng)連接好或與光時域反射計連接好。再以適當?shù)睦鋮s速率將氣候室溫度降到規(guī)定的低溫TA，待室內(nèi)溫度達到穩(wěn)定后，接著使試樣光纖在TA溫度下保溫適當?shù)臅r間t1(t12h)。然后以適當?shù)募訜崴俾蕦夂蚴覝囟壬咧烈?guī)定的高溫TB，待室內(nèi)溫度穩(wěn)定后，使試樣光纖在TB溫度下保溫適當?shù)臅r間t1，再以適當?shù)睦鋮s速率將氣候室溫度降至環(huán)境溫度。上述的降溫、保溫、升溫、保溫過程構成了一個溫度循環(huán)。如圖7.1所示。圖7.1 一個溫度循環(huán)的試驗氣候室內(nèi)溫度循環(huán)曲線在一個溫度循環(huán)過程中要記錄好溫度點環(huán)境溫度TA、TB下經(jīng)過保溫時間t1后輸出光功率P0