Вопрос 5 Монтаж электрической проводки систем автоматизации. Соединение оптических волокон

К цепям передачи информации отнесены цепи передающие (по типам):

1 тип - аналоговые и дискретные электрические сигналы, используемые в промышленных приборах и устройствах СВТ с напряжением от 0 до 100 мВ, от 0 до 10 В и токами от 0 до 20 мА. К этому типу могут быть отнесены цепи термопар, цепи к датчикам Ph-метров, к электродам «+», «-» индукционных расходомеров;

2 тип - аналоговые и дискретные сигналы с напряжением от 100 мВ до 24 В, например, цепи термометров сопротивления, цепи к преобразователям с дифференциально-трансформаторной передачей;

3 тип - цепи передачи дискретных информационных сигналов в устройствах СВТ напряжением выше 24 В.

Электропроводки разделяются на следующие виды:

открытая - проложенная на поверхности строительных ограждающих конструкций (по стенам, перекрытиям, перегородкам, фермам и другим строительным элементам зданий и сооружений, опорам и т.п.); открытая электропроводка может быть стационарной, передвижной и переносной;

скрытая - проложенная внутри конструктивных элементов зданий (стенах, полах, перекрытиях, фундаментах), непосредственно под съемным полом и т. п.

3.3 Принятые сокращения:

ППР - проект производства работ;

РД - рабочая документация;

СА - средства автоматизации;

СВТ - средства вычислительной техники - персональные компьютеры, вычислительные комплексы, контроллеры и т.п.

4 Виды электропроводок и рекомендуемые способы их выполнения

Способы монтажа электропроводки должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 50571.15.

Извлечение из ГОСТ Р 50571.15:

-... В стандарте содержится ряд требований и положений существенно отличающихся от требований действующих правил устройства электроустановок (ПУЭ). Наиболее важными из них являются:

-1 Изолированные провода допускается прокладывать только в трубах, коробах и на изоляторах. Не допускается прокладывать изолированные провода скрыто под штукатуркой, в бетоне, в кирпичной кладке, в пустотах строительных конструкций, а также открыто по поверхности стен и потолков, на лотках и тросах и других конструкциях. В этих случаях должны применяться изолированные провода с защитной оболочкой или кабели.

-2 В одно- или трехфазных сетях сечение нулевого рабочего проводника и PEN проводника должно быть равным сечению фазного проводника при его сечении 16 мм2 и ниже для проводников с медной жилой и 25 мм2 и ниже - для проводников с алюминиевой жилой.

-3 Не рекомендуется применять пайку для силовых цепей.

-4 Повышаются требования к уплотнению мест прохода электропроводки через стены и междуэтажные перекрытия …

-521.1 Способ монтажа электропроводки в зависимости от типа используемого провода или кабеля должен выбираться в соответствии с таблицей 52F при условии, что внешние воздействия на провода и кабели соответствуют требованиям действующих стандартов на эти провода и кабели.

-521.2 Способ монтажа электропроводки в зависимости от места прокладки должен соответствовать таблице 52G.

-521.3 Примеры выполнения электропроводки приведены в таблице 52Н.

Примечание. Другие виды электропроводки, предусмотренные стандартом ГОСТ Р 50571.15 могут быть использованы лишь при условии, что они отвечают общим требованиям ГОСТ Р 50571.15.

-521.5 цепи переменного тока

Проводники с цепями переменного тока, заключенные в ферромагнитные оболочки (экраны), должны прокладываться таким образом, чтобы все провода каждой цепи находились в одной оболочке.

Обозначения:«+» — разрешается;«—» — не разрешается;«0» — не применяется или обычно в практике не используется.

-Таблица 52Н — Примеры монтажа

Соединение оптических волокон

Соединение оптических волокон — соединение одного оптического волокна с другим оптическим волокном или с оборудованием при помощи различных способов и приспособлений.

Оптические волокна могут быть связаны друг с другом или с оборудованием соединителями. Сами волокна могут соединяться между собой непосредственно, чтобы сформировать непрерывный оптический волновод. Общепринятый метод соединения — соединение при помощи сплавления электрической дугой (сварки), которая сплавляет концы волокна вместе. Для более быстрого соединения оптических волокон используются механические соединения, при которых заранее подготовленные торцы соединяемых волокон (прецизионно сколотые или пришлифованные и затем отполированные) соосно ориентируют и плотно вводят в контакт друг с другом.

Способы соединения оптических волокон

Сва́рка опти́ческого волокна́ — процесс соединения оптических волокон с помощью их сплавления при температуре плавления материала волокна. В настоящее время сварку оптического волокна производят при помощи специальных сварочных аппаратов.

Соединение при помощи сплавления производится с использованием специализированных инструментов, которые работают следующим образом: два конца оптических волокон продеваются в приспособление, которое в дальнейшем защищает стык соединения. Концы волокон зачищаются от полимерных защитных покрытий и тщательно обезжириваются органическими растворителями. Затем края оптических волокон специальным образом «скалываются», чтобы сделать их торцы идеально чистыми и перпендикулярными. Потом сколотые края волокон помещают в специальные держатели в сварочном аппарате. Место соединения обычно контролируется на экране, при увеличении не менее чем 100Х, чтобы проверить качество соединяемых поверхностей, процесс юстировки и сведения торцов волокон, и сам процесс сварки. Сварочный аппарат имеет специальные держатели волокна, которые при помощи микроприводов выравнивают торцы волокон вместе. Далее, при помощи электрической дуги между электродами, сначала сжигается пыль и испаряется влага на волокнах, после чего, аппарат увеличивает мощность дуги, поднимая температуру выше точки плавления стекла. При этом концы волокон в месте контакта свариваются вместе. Сведением волокон и энергией дуги тщательно управляют, так, чтобы сердцевина волокна и его оболочка не смешались при сварке. Это минимизирует оптические потери в месте сварки волокон. Оценка потерь в месте соединения, может измеряться аппаратом несколькими способами: направляя свет через оболочку в сердцевину одного волокна и измеряя излучение выводимое через оболочку из сердцевины второго волокна, или на основе обработки полученных оптических данных (геометрии) места сварки волокон. Современные аппараты допускают потери в месте соединения менее, чем 0.1 децибела. Типичное затухание одномодового волокна в месте сварки в современном сварочном аппарате составляет около 0,02 дБ. Сложность процесса соединения волокна электрической дугой делает сам процесс соединения более трудоёмким и дорогостоящим, чем соединение медного провода.

Механическое соединение волокон коннектором

Существуют два вида сплайсов для механического соединения оптического волокна - одноразовые и многоразового использования. Обычно сплайсы представляют из себя калиброванную трубку (капилляр) с внутренним диаметром равным внешнему диаметру оптического волокна, снабжённую по краям зажимами. Кроме этого, есть сплайсы состоящие из двух пластинок с прецизионными V - образными канавками, при сжатии этих пластинок, волокно находящееся в V - образных канавках самоюстируется, совмещая по оси, сердцевины соединяемых волокон. Соединяемые оптические волокна вводятся в сплайс с противоположных сторон до механического соприкосновения торцами. После этого происходит фиксация волокон по краям сплайса. Для уменьшения отражённого сигнала из-за влияния границы раздела сред в точке соприкосновения, в середину сплайса вводят небольшое количество иммерсионного оптического геля, показатель преломления которого близок показателю преломления сердцевины оптического волокна. При соединении оптических волокон механическим сплайсом необходимо обеспечить идеальную перпендикулярность торца волокна и высокую чистоту поверхности. Это возможно получить только при использовании прецизионного скалывателя оптического волокна.

Бесконтактные оптические соединения через воздушный зазор

Часто возникает необходимость выровнять оптическое волокно по отношению к другому оптическому волокну, или к кристаллу оптоэлектронного устройства, например, свето излучающего диода (СИД), лазерного диода (ЛД), или модулятора. Это может потребовать тщательного нивелирования положения волокна относительно устройства с использованием линзы, позволяющей произвести фокусировку оптического излучения через воздушный промежуток. В некоторых случаях конец волокна оплавляется или полируется в форме сферической линзы, что позволяет отказаться от дорогостоящей и прецизионной внешней линзы.