Sistema de fusión en campo (2ª parte)

By Asis Rodriguez

Sistema para el control de la fusión

Lo realmente importante en estas fusionadoras es su sistema de funcionamiento. Veamos a continuación, cada una de sus partes y comprendamos, por separado, porqué es una solución tan buena para el trabajo en condiciones adversas.

Sistema de detección de núcleo CDS™

El CDS es un sistema muy rápido de alineación núcleo a núcleo en los tres ejes y garantiza unas pérdidas de empalme mínimas. Con este sistema, el tiempo del ciclo de la fusión, incluyendo la alineación núcleo a núcleo se reduce a tan sólo unos segundos, con unos resultados de empalme excepcionales.

La posición y el tamaño de los núcleos de la fibra en la zona de fusión son analizados en imagen digital durante el proceso de detección de núcleo del CDS. Un pequeño arco de fusión hace que la fibra se ilumine y, debido a la diferencia de dopaje en el núcleo, hace que su resplandor sea mas intenso que en el revestimiento.

Para una evaluación más exacta, el núcleo es examinado en los ejes X e Y de forma independiente.

El microcontrolador de la fusionadora analiza las imágenes digitales y obtiene la geometría exacta de la fibra. Esto determina la posición tridimensional de los núcleos en ambos cortes de la fibra. La alineación núcleo a núcleo tiene lugar en base a esta información.

El control del proceso automático de empalme optimiza automáticamente las excentricidades del recubrimiento con la compensación correspondiente para neutralizar el efecto de la descentralización.

Para optimizar la estimación de las pérdidas de empalme, la compensación de la fibra después de la alineación núcleo a núcleo, es tenida en cuenta para el cálculo de correlación entre el valor mostrado y el valor real.

Figura 1: Imagen de fibras del sistema de detección de núcleo en ejes X e Y

Sistema de evaluación de video L-PAS™

La imagen de los extremos de la fibra es evaluada por el sistema de evaluación de video del sistema L- PAS (Sistema de Alineación de Perfiles). La imagen de los finales de la fibra en dos vistas (ejes X e Y) es tomada por dos sistemas ópticos así como por dos cámaras. Para su análisis, la imagen es digitalizada y utilizada para la detección de la posición de la fibra, evaluación de la calidad de los cortes y la detección de contaminación (suciedad y polvo).

Para controlar la alineación, el sistema L-PAS utiliza los perfiles de los brillos de relevancia de las columnas y líneas de la imagen de video. Estos perfiles comprenden todos los detalles visibles de la fibra, incluyendo cualquier sombra a lo largo del centro de la fibra, posibles daños, salidas de rango de la fibra así como partículas de polvo y suciedad.

Figura 2: Perfil de brillo de dos columnas de video en una vista de una par de fibras con descompensación

A través del método de correlación hacemos posible calcular la posición de la fibra con gran exactitud desde los perfiles del brillo de las vistas de ambas fibras.

Como ejemplo, la imagen muestra dos columnas de video y el típico recorrido del brillo de un par de fibras enfrentadas con compensación de fibra en una vista. Cualquier compensación (desviación) está determinada a través del uso de la función de correlación de los perfiles relevantes a lo largo de toda la fibra. Dependiendo del proceso usado, los datos de compensación son tomados antes y después de la fusión para permitir la estimación de la perdida de la fusión.

El sistema L-PAS también usado como proceso de control para procesos de empalme muy rápidos en modo video o en fusiones de fibra multimodo.

Figura 3: Perfil del brillo de una columna de dos fibras enfrentadas en una vista

El sistema L-Pas permite en todas las fusiones una rápida prealineación, la patentada compensación automática para cortes defectuosos con ángulos superiores a 2.5º entre ambos cortes de las fibras, así como la detección de grandes ángulos en los ejes de la fibra (mal posicionamiento de la fibra en los guía-fibras). Así reducen la necesidad de repetir la preparación de la fibra al mínimo.

Sistema LID™

El sistema LID es apropiado para todas las fibras comerciales disponibles con un recubrimiento de 250µm de diámetro. Permite medidas a través de potencia:

Alta precisión de alineamiento núcleo a núcleo.
Control automático del tiempo de fusión AFC™.
Detección automática del tipo de fibra mediante el escaneo de los campos aproximados.
Alta precisión en la atenuación de las fusiones.

Una luz monomodo, con una longitud de onda de 1300nm es inyectada en el núcleo de la fibra por el curvador de la izquierda (transmisor) y recibida por la otra fibra en el curvador de la derecha (receptor). El nivel de luz recibida es medido y usado por la controladora para diversas tareas.

Figura 4: Esquema básico del sistema LID

Control Automático del tiempo de fusión AFC

Con el AFC, el nivel de luz transmitida/recibida por la fusionadora es evaluada durante la fusión. El proceso de fusión se termina cuando logramos el mejor nivel de transmisión.

Este mecanismo tiene en consideración las características de la fibra, el estado de los electrodos y los cambios de las condiciones ambientales (humedad, presión, temperatura, etc.) de tal forma que las pérdidas de empalme más bajas están garantizadas para cada uno de las fusiones realizadas.

Figura 5: Principios del Control automático del tiempo de fusión AFC

Tecnologías en hornos de fusión

En el siguiente apartado hablamos de diferentes sistemas de horno a utilizar para la fusión, cual es el más adecuado para nuestras necesidades, el que menos consume, el más práctico o el más económico. Cada uno con sus características y usos.

Principios del horno de contracción convencionales

El primer paso cuando fusionamos fibras ópticas es acceder al cladding de la fibra quitando el recubrimiento.

Después de la fusión, esta área desprotegida debe ser protegida de nuevo contra influencias ambientales y daños mecánicos. Aparte del protector de crimpado, los más utilizados son los protectores termo contraíbles.

Estos llevan en el interior EVA (acetato de vinilo de etileno), un elemento de refuerzo y un tubo contraíble externo de Poliolefina. El protector de empalma se desliza sobre la zona de la fusión y el calor lo contrae sobre la fusión. Durante este proceso, el tubo de EVA se derrite y se adhiere a la superficie de revestimiento y del cladding, la cual es también cubierta y protegida. La fibra óptica es herméticamente envuelta y protegida contra las condiciones ambientales y daños físicos. El horno de contracción es usado para proporcionar calor al protector de empalme.

Normalmente el protector de empalmes es insertado en un “surco” en forma de “U” que es calentado por un elemento de calentamiento eléctrico.

El inconveniente de esta tecnología es que el elemento calentador tiene que calentar primero el surco en “U” antes de que este caliente el protector. Actualmente, sólo una pequeña parte del horno toca la superficie del protector cilíndrico. La mayoría del horno calienta el aire del habitáculo del horno, y este aire caliente a su vez es el que calienta el protector de empalme. Este procedimiento es intensivo en consumos de tiempo y energía.

Principios de los hornos de radiación de calor

La idea básica de estos innovadores hornos de contracción es la reducción del material a calentar combinada con la forma de transferir el calor al protector de empalme. Un método eficiente de transferir el calor a objetos es utilizando la radiación térmica.

Para generar la radiación de calor eficientemente, aplicamos corriente eléctrica sobre una resistencia térmica de dimensiones apropiadas. Con un amperaje adecuado la resistencia empieza a calentarse e irradia calor.

Un tubo reflectante con forma y sección elíptica es una opción obvia para dirigir la radiación de calor generada por la resistencia sobre el protector de empalme. Cuando la resistencia térmica y el protector de empalme están en dos puntos focalizados en una sección del tubo elíptico, el reflectante dirige prácticamente toda la radiación de calor de la resistencia sobre el protector de empalme

Figura 6: Distribución de la radiación de calor dentro de la elipse reflectante

Este diseño elimina prácticamente todo consumo de energía que se malgastaba calentando componentes como el elemento en forma de “U” del horno convencional, y en el calentamiento del aire del habitáculo del horno. Solo la resistencia térmica debe ser calentada. Comparado con el elemento calentador de los hornos convencionales, este posee un pequeño tamaño y poco peso, por lo que el concepto de transmisión de radiación es extremadamente eficiente en cuanto a consumo de energía.

Por consiguiente, el nuevo concepto de horno de contracción permite proteger mas empalmes con sólo una batería. Ya que solamente una pequeña resistencia térmica tiene que ser calentada, el proceso de calentamiento es sumamente rápido. Como resultado de esto, la fase de comienzo de calentamiento y el tiempo total del ciclo de calor se reduce considerablemente.

Cuando la secuencia del proceso de empalme es óptima, se pueden producir bastantes más empalmes por hora que con un horno convencional.

Hornos de contracción rápida RapidShink para fusionadoras OptiSplice

El Horno de contracción RapidShink ofrece una innovadora tecnología en línea con las dos fusionadoras OptiSplice. Su recubrimiento reflectante de oro contrae los protectores de 60 mm en un tiempo inferior a 20 segundos. Con el nuevo concepto de horno de contracción se consume un 50 % menos de energía que con los hornos convencionales. Hasta ahora, el horno de contracción era uno de los elementos que más energía consumía, por lo que con los nuevos hornos ampliamos enormemente el tiempo de autonomía en modo batería.

El horno de contracción RapidShink está disponible con cables para la fusionadora OptiSplice y como un dispositivo autónomo para trabajar independientemente de esta.

Como dispositivo autónomo, el horno es montado sobre un soporte y esta programado con la ayuda de dos interruptores rotatorios. En modo autónomo, el horno va acompañado de una fuente de alimentación.

El horno de contracción RapidShink cumple totalmente con los requisitos RoHS de la unión Europea (según 2002/95/EC).

Figura 7: Horno de contracción RapidShrink

(continua en http://www.fibraopticahoy.com/sistema-de-fusion-en-campo-3ª-parte-y-fin/)

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Tags: Instalaciones