فیبر نوری ادغام مفصل دوار و حلقه لغزنده: راهنمای انتخاب و تست

یک اتصال دوار فیبر نوری و ترکیب حلقه لغزش الکتریکی داده های نوری، توان الکتریکی و سیگنال های الکتریکی را در همان رابط چرخان منتقل می کند.

مفصل دوار فیبر نوری که معمولاً به اختصار FORJ نامیده می شود، مسیر نوری بین فیبرهای ثابت و دوار را حفظ می کند. حلقه لغزش برقی، برق، مدارهای کنترل، حسگرها، رمزگذارها، مدارهای ایمنی یا کانال‌های ارتباطی مبتنی بر مس- را حمل می‌کند. هنگامی که همان محور باید هوا، گاز، خلاء، خنک کننده یا رسانه های هیدرولیک را نیز منتقل کند، ممکن است یک اتصال چرخشی به مجموعه اضافه شود.

بخش دشوار این نیست که به سادگی چندین کانال را در یک مسکن نصب کنید. سیستم نوری، مدارهای الکتریکی، هندسه شفت، چرخش، مسیریابی کابل، محیط، دسترسی به سرویس و تست های پذیرش باید با هم کار کنند.

برای توضیح اساسی در مورد مولفه نوری، راهنمای ByTune را بررسی کنیدحلقه لغزنده فیبر نوری. پروژه‌هایی که نیاز به پیکربندی نوری و الکتریکی دارند{1}}همچنین می‌توانند باانگشتر لغزش سفارشیمحدوده محصول

هر قسمت از مجمع چه کاری انجام می دهد؟

یک FORJ و یک حلقه لغزش الکتریکی عملکردهای مختلفی را انجام می دهند.

یک FORJ به طور معمول توان الکتریکی را منتقل نمی کند. انتقال مسیر داده اصلی به فیبر نوری نیز تمام نیازهای الکتریکی را حذف نمی کند. موتورها، ترمزها، روشنایی، رمزگذارها، سوئیچ های محدود، منابع تغذیه و مدارهای سرویس ممکن است همچنان به کانال های رسانا نیاز داشته باشند.

مجموعه‌هایی که چندین فناوری انتقال را ترکیب می‌کنند معمولاً به این صورت توصیف می‌شوندحلقه های لغزنده هیبریدی.

مونتاژ یکپارچه یا اجزای روتاری جداگانه؟

یک واحد یکپارچه می تواند براکت ها، خروجی های کابل مستقل و کار تراز را کاهش دهد. اجزای جداگانه می تواند جایگزینی آینده یا ارتقاء فناوری را آسان تر کند.

طراحی یکپارچه اغلب زمانی جذاب است که فضا محدود باشد یا زمانی که دستگاه‌های مجزا هم ترازی و کابل‌کشی دشواری ایجاد می‌کنند. هنگامی که FORJ باید به طور مستقل جایگزین شود یا زمانی که سیستم های نوری و الکتریکی از برنامه های توسعه بسیار متفاوتی پیروی می کنند، ممکن است آرایش مدولار ترجیح داده شود.

پنج ورودی مهندسی که طراحی را کنترل می کنند

1. ابتدا سیستم نوری موجود را تعریف کنید

یک FORJ را تنها از یک نرخ داده سرفصل انتخاب نکنید. با تجهیزاتی که از قبل در دو طرف ثابت و دوار نصب شده اند شروع کنید.

شناسایی کنید:

• مدل های فرستنده و گیرنده
• حداقل توان خروجی فرستنده
• حساسیت گیرنده و حداکثر ورودی گیرنده
• فیبر تک حالته-یا چند حالته
• طول موج عملیاتی
• اتصالات و پولیش موجود
• فاصله لینک مورد نیاز
• پچ کابل ها و آداپتورهای فعلی
• پروتکل داده و نرخ داده

ITU-T G.652ویژگی‌های هندسی، مکانیکی و انتقال فیبر نوری و کابل تک حالته- را شرح می‌دهد.ITU{0}}T G.651.1کابل فیبر نوری 50/125 میکرومتری چند حالته درجه بندی شده{2}}را پوشش می دهد. این اسناد به تعریف ویژگی های فیبر کمک می کند، اما آنها جایگزین نیازهای فرستنده و گیرنده و سیستم نمی شوند.

کانال های تک حالته و چند حالته ممکن است در یک مجموعه سفارشی وجود داشته باشند، اما هر کانال باید فیبر، طول موج، اتصال دهنده ها و فرستنده گیرنده سازگار خود را حفظ کند.

2. تعداد کانال ها را تعیین کنید و بودجه انرژی نوری را بسازید

شمارش مسیرهای نوری از معماری سیستم واقعی. یک پیوند دوطرفه ممکن است از دو فیبر استفاده کند، در حالی که یک معماری دو طرفه یا چندگانه ممکن است از ترتیب متفاوتی استفاده کند. مالتی پلکس نوری باید به عنوان بخشی از سیستم نوری کامل ارزیابی شود نه اینکه فقط از FORJ فرض شود.

بدترین-از دست دادن مسیر موردی باید شامل موارد زیر باشد:

• رفع{0}}تضعیف فیبر
• از دست دادن کانکتور خارجی
• از دست دادن اتصال و آداپتور
• از دست دادن درج FORJ
• حداکثر درج{0}}تغییر تلفات در طول چرخش
• تلفات اضافی ناشی از شرایط محیطی مشخص
• یک حاشیه مهندسی برای برنامه انتخاب شده است

از حداقل خروجی تضمین شده فرستنده و حساسیت گیرنده مورد نیاز به جای مقادیر معمولی استفاده کنید.

بودجه نوری موجود=حداقل خروجی فرستنده - حساسیت گیرنده

حاشیه باقیمانده=بودجه نوری موجود - بدترین-از دست دادن مسیر موردی

از آنجایی که خروجی فرستنده و حساسیت گیرنده معمولاً بر حسب dBm بیان می شود در حالی که تلفات مسیر بر حسب دسی بل بیان می شود، واحدها و علائم باید به طور مداوم مدیریت شوند.

بودجه نوری مصور

مثال زیر فرضی است و مشخصات محصول ByTune نیست.

حاشیه قابل قبول بستگی به تجهیزات نوری، محدوده محیطی، استراتژی نگهداری و ریسک پروژه دارد. مثال فقط فرآیند محاسبه را نشان می دهد.

سیستم هایی که اترنت صنعتی را روی فرستنده های نوری حمل می کنند باید از پیوند نوری کامل تعریف شوند. ملاحظات داده رسانا مرتبط{1}}در راهنمای ByTune مورد بحث قرار گرفته استانتقال داده با سرعت بالا-در حلقه های لغزشیوحلقه های لغزنده اترنت.

3. عملکرد نوری در طول چرخش را تعریف کنید

از دست دادن درج، درج چرخشی-تغییر تلفات و افت بازگشتی بخش‌های مختلف عملکرد نوری را توصیف می‌کند.

از دست دادن درج

تلفات درج قدرت نوری از دست رفته از طریق قطعه یا پیوند اندازه گیری شده است. در مشخصات پروژه باید ذکر شود:

• حداکثر تلفات درج در هر کانال
• اندازه گیری طول موج
• نوع فیبر
• پیکربندی اتصال دهنده و پیگتیل
• آیا آداپتورهای خارجی گنجانده شده است
• دمای تست

درج چرخشی-تغییر ضرر

یک FORJ ممکن است یک قرائت ثابت قابل قبول ایجاد کند اما در موقعیت های زاویه ای خاص تلفات بیشتری نشان دهد. نیاز پویا باید تعریف کند:

• اوج مجاز-به-اوج یا حداکثر تغییر
• سرعت چرخش معمولی و حداکثر
• عملکرد در جهت عقربه های ساعت و خلاف جهت عقربه های ساعت
• تعداد دورها یا مدت زمان تست
• نرخ نمونه برداری
• شرایط سرد یا تثبیت شده حرارتی
• این که آیا همه کانال ها با هم اندازه گیری می شوند

ضرر برگشتی

تلفات بازگشتی توان نوری منعکس شده را توصیف می کند. اهمیت آن به منبع نور، فرستنده گیرنده، پولیش کانکتور و ابزار نوری بستگی دارد. یک هدف ضرر عمومی{2}}نباید در هر پروژه بدون بررسی تجهیزات واقعی کپی شود.

عملکرد نوری پویا یکی از دلایلی است که سیستم نباید فقط به عنوان "10 گیگابیت بر ثانیه" یا "40 گیگابیت بر ثانیه" مشخص شود. نرخ داده نتیجه پیوند کامل است، از جمله فرستنده گیرنده، فیبر، کانکتورها، بودجه نوری، نرم افزار و جزء چرخان.

4. مدارهای الکتریکی و ادغام مکانیکی را مشخص کنید

بخش الکتریکی نیاز به برنامه مداری خاص خود دارد. برای هر مدار، تعریف کنید:

• تابع
• ولتاژ AC یا DC
• جریان پیوسته
• جریان پیک یا هجومی
• چرخه وظیفه
• اندازه سیم
• کانکتور برق
• ترتیب زمین
• پروتکل سیگنال در صورت لزوم
• عملکرد مرتبط{0}}ایمنی

مدارهای برق، حسگرهای آنالوگ، رمزگذارها، CAN، RS{2}}485، اترنت مسی و مدارهای ایمنی نباید به عنوان کانال های یکسان در نظر گرفته شوند. محافظ و آرایش کانال ممکن است حتی زمانی که مسیر اصلی داده پرسرعت از فیبر استفاده می کند، مهم باقی بماند. به مقاله ByTune در مورد مراجعه کنیدمحافظ سیگنال در حلقه های لغزندهبرای ملاحظات طراحی مرتبط

نقشه مکانیکی باید نشان دهد:

• سوراخ مورد نیاز
• حداکثر قطر خارجی
• حداکثر طول محوری
• ابعاد شفت و فلنج
• کناره های ثابت و دوار
• ترتیب ضد چرخش-
• خروجی فیبر و کابل برق
• فاصله کانکتور
• دسترسی به خدمات
• بلبرینگ ها و قطعات متحرک نزدیک

همچنین سرعت نرمال و حداکثر، چرخش یا نوسان پیوسته، تغییر جهت، شتاب، ساعات کار، گشتاور در حال اجرا، خروج شفت، لرزش و شوک را نیز تعریف کنید.

A از طریق حلقه لغزش حفره-اغلب زمانی ارزیابی می شود که یک شفت، لوله یا بسته کابل موجود باید در مرکز باقی بماند. سوراخ نهایی را نمی توان به طور مستقل در نظر گرفت زیرا ممکن است بر قطر محفظه، طرح مدار و فضای اتصال دهنده موجود تأثیر بگذارد.

5. از اتصال دهنده ها، فیبرها و مجموعه کامل نصب شده محافظت کنید

عملکرد نوری می تواند توسط یک کانکتور خارجی آلوده یا آسیب دیده کاهش یابد حتی زمانی که خود FORJ به درستی کار می کند.

مشخصات کانکتور باید مشخص کند:

• خانواده رابط
• پولیش PC، UPC یا APC
• آداپتور پانل یا پیگتیل پرواز
• طول فیبر و ژاکت
• حداقل شعاع خمیدگی
• تسکین فشار
• درپوش های گرد و غبار
• دسترسی به بازرسی و نظافت

IEC 61300-3-35 به مشاهده و طبقه‌بندی آوارها، خراش‌ها و عیوب روی سطوح انتهایی اتصال فیبر نوری می‌پردازد. در صورت لزوم، بازرسی کانکتور باید با تمیز کردن مناسب و تأیید نوری انجام شود. ظاهر بصری به تنهایی عملکرد کامل پیوند را ایجاد نمی کند.IEC 61300-3-35اطلاعات استاندارد رسمی مربوطه را ارائه می دهد.

یک فرآیند اتصال عملی عبارت است از:

1. قبل از جفت شدن، صفحه انتهایی رابط را بررسی کنید.
2. در صورت وجود آلودگی، آن را با استفاده از روش تایید شده تمیز کنید.
3. دوباره آن را بررسی کنید.
4. فیبر را بدون تجاوز از شعاع خم مشخص شده وصل کنید.
5. بررسی از دست رفتن درج یا پایان{0}}تا-پایان دادن عملیات پیوند پس از مونتاژ.

اگر همان محور هوا، گاز یا خلاء را نیز منتقل کند، نیازهای نوری و الکتریکی ممکن است با یکحلقه لغزش پنوماتیکیا یک اتصال چرخشی مناسب دیگر.

الزامات زیست محیطی باید قرار گرفتن در معرض واقعی، از جمله دما، رطوبت، تراکم، گرد و غبار، آب، نمک، خنک کننده، فشار، لرزش و شوک را توصیف کند.

IEC توضیح می دهد که کد IP که از طریق IEC 60529 تعریف شده است، محافظت محفظه در برابر گرد و غبار و مایعات را طبقه بندی می کند. رتبه IP به طور خودکار حفاظت از پیگتیل های خارجی، کانکتورها، ورودی های کابل، آداپتورها یا دستگاه نهایی نصب شده را مشخص نمی کند. راهنمای بیشتر برنامه در توضیح ByTune در دسترس استرتبه بندی IP حلقه لغزش.

مثال فرضی: ماشین دوار-پلتفرم بینایی

مثال زیر گویا است و یک مورد مشتری یا توصیه محصول نیست.

یک پلت فرم بازرسی مداوم-چرخش شامل:

• دو دوربین صنعتی
• روشنایی LED
• یک موتور و ترمز
• یک رمزگذار
• چندین سنسور کنترل
• دو مسیر ارتباطی نوری
• یک شفت مکانیکی مرکزی
• فضای نصب محوری محدود

درخواستی مبنی بر اینکه "به یک حلقه لغزنده با دو فیبر، قدرت و سیگنال نیاز داریم" برای تایید طراحی کافی نیست.

اگر دوربین‌ها از فرستنده و گیرنده نوری استفاده می‌کنند و شفت باید باز بماند، ممکن است یک مجموعه یکپارچه از حفره{0} مورد ارزیابی قرار گیرد. اگر بخش نوری باید به طور مستقل ارتقا یابد، ماژول های متحدالمرکز جداگانه ممکن است خدمات بهتری را ارائه دهند.

نحوه تست افت دینامیک درج

روش دقیق و حد پذیرش باید برای پروژه توافق شود. یک آرایش آزمایشی عملی می‌تواند شامل یک منبع نوری پایدار، سرنخ‌های وصله مرجع، کانال FORJ در حال آزمایش، یک اندازه‌گیر توان نوری یا گیرنده جمع‌آوری داده-و یک دستگاه چرخش کنترل‌شده باشد.

مرحله 1: مرز اندازه گیری را تعریف کنید

بیان کنید که آیا اندازه گیری شامل موارد زیر است:

• پیگتیل FORJ
• پچ کابل های خارجی
• آداپتورها
• کانکتورهای پنل
• سایر اجزا در لینک تولید

برای اندازه گیری های پایه و چرخشی باید از همان مرز استفاده شود.

مرحله 2: مرجع نوری را ایجاد کنید

اجازه دهید منبع و تجهیزات اندازه گیری تثبیت شوند. مرجع را با استفاده از طول موج انتخابی، آرایش اتصال دهنده و روش مرجع قبل از وارد کردن جزء چرخشی تعیین کنید.

مرحله 3: خط پایه ثابت را اندازه گیری کنید

در حالی که مجموعه ثابت است، هر کانال نوری را ضبط کنید. طول موج، تجهیزات، دمای محیط و وضعیت اتصال را شناسایی کنید.

مرحله 4: ثبت عملکرد در طول چرخش

مونتاژ را در سرعت و جهت مشخص بچرخانید در حالی که به طور مداوم تلفات برق دریافتی یا ورودی را ثبت می کنید. در صورت مفید بودن، نتیجه را با زمان یا موقعیت زاویه ای همگام کنید.

گزارش باید مشخص کند:

• میانگین از دست دادن درج
• حداکثر تلفات درج
• اوج-به-تغییر اوج
• سفرهای کوتاه مدت-
• کانال-به-تفاوت‌های کانال
• نتایج در جهت عقربه های ساعت و خلاف جهت عقربه های ساعت

مرحله 5: تحت شرایط مربوطه تکرار کنید

هنگامی که برنامه به آن نیاز دارد، آزمایش را پس از تثبیت حرارتی، پس از یک چرخه استقامتی، با حداکثر سرعت عملیاتی، یا با انرژی بخش الکتریکی تحت بار تعریف شده تکرار کنید.

مرحله 6: پایان{1}}تا{2}}آزمایش سیستم را تکمیل کنید

آزمایش تلفات نوری در سطح مؤلفه ثابت نمی‌کند که پیوند کامل دستگاه به درستی کار می‌کند. لینک نهایی را با فرستنده‌ها، گیرنده‌ها، کابل‌های پچ، کانکتورها، نرم‌افزار و بار داده‌های عملیاتی آزمایش کنید.

راهنمای کلی ByTune درتست حلقه لغزشزمینه اضافی برای تأیید الکتریکی و مکانیکی فراهم می کند.

سوابق آزمون و پذیرش

اسناد پیشنهادی را در کنار ByTune's مرور کنیداطلاعات تولیدوفرآیند مدیریت کیفیت. الزامات نصب نیز باید قبل از منجمد شدن طراحی ماشین اطراف بررسی شود. را ببینیددستورالعمل نصب حلقه لغزنده.

علائم شکست و اولویت های بازرسی

چک لیست FORJ و Slip Ring RFQ

• توضیحات ماشین و کاربرد
• کناره های ثابت و دوار
• اولویت مولفه یکپارچه یا مجزا-
• فیبر تک حالته-یا چند حالته
• مشخصات فیبر و طول موج عملیاتی
• تعداد کانال های نوری
• معماری ساده، دوبلکس یا مالتی پلکس
• مدل های فرستنده و گیرنده
• پروتکل داده و نرخ داده
• حداقل قدرت فرستنده و حساسیت گیرنده
• بودجه توان نوری موجود
• حداکثر تلفات درج
• حداکثر درج چرخشی-تغییر ضرر
• در صورت لزوم،{0}}شرایط بازگشت خسارت
• کانکتور نوری و پولیش
• طول دم خوک، ژاکت، شعاع خم و برچسب زدن
• برنامه کامل مدارهای الکتریکی
• جریان پیوسته و پیک
• پروتکل های سیگنال الکتریکی
• کابل ها و کانکتورهای برق
• ابعاد سوراخ و شفت
• حداکثر قطر خارجی و طول محوری
• نقشه فلنج و نصب
• سرعت معمولی و حداکثر
• چرخش یا نوسان مداوم
• گشتاور مورد نیاز در حال اجرا
• دما، رطوبت، گرد و غبار، آب و قرار گرفتن در معرض خوردگی
• کانال های گاز، خلاء یا مایع در صورت نیاز
• الزامات بازرسی، آزمایش و مستندات
• نمونه اولیه و مقادیر تولید
• برنامه زمانبندی پروژه
• نقشه ها و عکس های نصب

توصیه نهایی

یک اتصال دوار فیبر نوری موفق و ادغام حلقه لغزنده با سیستم نوری موجود آغاز می شود، نه تعداد کانال های کاتالوگ.

ابتدا فرستنده گیرنده، نوع فیبر، طول موج، کانکتورها، بودجه توان نوری و تلفات دینامیکی مجاز را شناسایی کنید. سپس مدارهای الکتریکی، حفره، پاکت، سرعت، گشتاور، محیط، مسیریابی کابل، دسترسی به سرویس و تست های پذیرش را تعریف کنید.

بهترین راه حل ممکن است یکپارچه سازی-مجموعه سوراخ، انتهای{1}}ترکیب-شفت یا ماژول های متحدالمرکز مجزا باشد. معماري صحيح معماري است كه با مشخصات كامل نوري، الكتريكي و مكانيكي مطابقت داشته باشد و در عين حال براي ساخت، نصب، آزمايش و سرويس عملي باشد.

برنامه کانال نوری، برنامه مدارهای الکتریکی، نقشه کشی مکانیکی و الزامات آزمایش را از طریق ارسال کنیدصفحه تماس ByTuneبرای بررسی درخواست