Валаконна-аптычнае кольца для злучэння: асноўная інфармацыя і параметры прадукту, якія вызначаюць цэнаўтварэнне

I. Базавыя веды: асноўныя паняцці і пераўтварэнне адзінак вымярэння

(1) Асноўныя азначэнні

Валаконна-аптычны кантактны раз'ём (таксама вядомы як валаконна-аптычны паваротны раз'ём або аптычны аб'яднальнік) — гэта дакладная прылада, якая выкарыстоўвае аптычныя валокны ў якасці асяроддзя перадачы дадзеных для забеспячэння бесперабойнай перадачы аптычнага сігналу паміж круцельнымі і нерухомымі кампанентамі. Яго можна выкарыстоўваць незалежна або ў спалучэнні з электрычным кантактным кольцам для ўтварэння «гібрыднага опта-электрычнага кантактнага кольца», прыдатнага для сцэнарыяў, якія патрабуюць павароту на 360° і стабільнай перадачы сігналу (напрыклад, лябёдкі, прывязаныя беспілотнікі, опта-электрычныя модулі, паваротна-нахільныя прылады і г.д.).

(2) Пераўтварэнне адзінак вымярэння даўжыні ключавых папярэдніх ведаў

Каб зразумець асноўныя прынцыпы памераў валокнаў, неабходна авалодаць мікраскапічнымі суадносінамі даўжынь (стрыжні валокнаў звычайна вымяраюцца ў мікраметрах):

1. 1 метр (м) = 10 дэцыметраў (дм) = 100 сантыметраў (см) = 1000 міліметраў (мм)
2. 1 міліметр (мм) = 1000 мікраметраў (мкм) = 10^6 нанаметраў (нм) (г.зн., 1 мкм = 10^-6 м, 1 нм = 10^-9 м)
3. Асноўныя карэляцыі: аднакадравае валакно мае дыяметр плямы 9 мкм, у той час як шматкадравае валакно мае розныя дыяметры плямы, такія як 50 мкм і 62,5 мкм. Дыяметр абалонкі складае 125 мкм (эквівалентна 0,125 мм, прыблізна 1/5 дыяметра чалавечага валасянога покрыва), таму для разумення яго дакладнасці патрабуецца пераўтварэнне ў адзінкі вымярэння.

(3) Вызначэнне пры пакаёвай тэмпературы

Параметры прадукцыйнасці валаконна-аптычных кантактных кольцаў (напрыклад, устаўныя страты) звычайна пазначаюцца як спецыфікацыі «пакаёвай тэмпературы», як гэта вызначана галіновымі стандартамі.

1. Нармальны дыяпазон: 10~40℃ (стандартнае лабараторнае асяроддзе, грамадзянская прадукцыя)
2. Шырокі дыяпазон: ад -20°C да +80°C (прамысловага класа)
3. Стандарт ваеннага класа: ад -40℃3 да +65°C (выпрабаванні прадукту і заводская каліброўка)
4. Заўвага: Для тэмператур, якія перавышаюць 10-40°C, звярніцеся да раздзела «Поўныя тэмпературныя характарыстыкі», які служыць ключавым крытэрыем для адрознення прадукцыі грамадзянскага, прамысловага і ваеннага класа.

II. Структура валаконна-аптычнага стрыжня і кольца з кантактным кольцам

(1) Склад і класіфікацыя аптычных валокнаў

1. Асноўная структура аптычнага валакна

• Асноўны пласт: шкловалакно (матэрыял: дыяксід крэмнію, для перадачы аптычнага сігналу)
• Пакрыццё: розныя дыэлектрычныя пласты (дасягненне поўнага ўнутранага адлюстравання, дыяметр 125 мкм, шкляны матэрыял)
• Ахоўны пласт: вонкавы пластык (ПВХ/ПУ, устойлівы да фізічных пашкоджанняў, сумяшчальнасць залежыць ад кантактнага кольца)

2. Класіфікацыя валокнаў (па рэжыме перадачы)

3. Розніца ў матэрыялах ахоўнага пласта

(2) Структура кантактнага кольца і ключавыя кампаненты

1. Агульная структура

• Аднапятлёвае кольца для злучэння: корпус + круцільны вал + 2 каліматары + 1 аптычны шлях, простая канструкцыя і нізкі кошт.
• Шматканальнае кантактнае кольца: патрабуе прызмы і дакладнай механічнай канструкцыі з суадносінамі хуткасцей ротара і статара 2:1 (2 абароты ротара = 1 абароты статара) для супрацьдзеяння эфекту падвойвання вугла святла. Памер светлавой плямы складае ўсяго 9/50/62,5 мкм, што патрабуе рэгулявання інструментаў і прыстасаванняў, што прыводзіць да больш высокіх выдаткаў у параўнанні з аднаканальнымі сістэмамі.

2. Асноўныя кампаненты адрозніваюцца3енцыі (па класе прадукцыі)

II. Класіфікацыя прадуктаў: ​​прадукцыйнасць, кошт і сцэнарыі прымянення
У залежнасці ад дыяпазону тэмператур, параметраў прадукцыйнасці і вытворчых працэсаў, валаконна-аптычныя кантактныя кольцы класіфікуюцца на тры катэгорыі: грамадзянскія, прамысловага класа і ваенныя/дакладныя, з істотнымі адрозненнямі:

іерархічная асноўная логіка

1. Сутнасць даступнай грамадзянскай прадукцыі: адмова ад выпрабаванняў на старэнне і экстрэмальныя тэмпературы, нізкія выдаткі на матэрыялы, забеспячэнне «прыдатнасці для выкарыстання толькі пры пакаёвай тэмпературы», у той час як прадукцыйнасць рэзка зніжаецца пры экстрэмальных тэмпературах.
2. Уласцівы кошт прадукцыі класа mil3 абумоўлены трыма ключавымі фактарамі: (1) папярэдняе выяўленне дэфектаў праз поўнацыклавыя выпрабаванні (уключаючы тэрмічныя цыклы і старэнне), (2) выбар матэрыялаў з выкарыстаннем дакладнай інжынерыі і (3) гарантыя надзвычайнай экалагічнай надзейнасці — усё гэта цягне за сабой значныя выдаткі на кожнае выпрабаванне.
3. Пазіцыянаванне прамысловага класа: балансаванне кошту і надзейнасці для задавальнення патрабаванняў «шырокага тэмпературнага неэкстрэмальнага» рэжыму са зніжэннем частаты адмоў, дасягнутым дзякуючы частковай праверцы.

IV. Ключавыя тэхнічныя параметры і іх уплыў

(1) Асноўныя паказчыкі эфектыўнасці

(II) Асноўныя фактары ўплыву

1. Суаксіяльнасць: асноўны паказчык для модульных кантактных кольцаў, дзе адхіленні могуць прывесці да паскоранага зносу на 1,5-2 гады (распаўсюджаная праблема ў марскім абсталяванні). Камплектуючыя ваеннага класа вырабляюцца з дакладнасцю, кантраляванай 3D-CMM (≤0,01 мм).
2. Тэмпература: Цеплавое пашырэнне і сцісканне могуць прывесці да няправільнага выраўноўвання аптычнага шляху. ПВХ-абалонка схільная да расколін пры нізкіх тэмпературах (<-40°C), таму варта выбіраць валакно з поліўрэтанавай абалонкай.
3. Электрамагнітныя перашкоды: Браніраваныя аптычныя валокны ўспрымальныя да перашкод у высокачастотных электрамагнітных палях. У моцных электрамагнітных асяроддзях патрабуюцца небраніраваныя валокны з зазямленнем (эфектыўна яны спраўляюцца толькі з нізкачастотнымі перашкодамі).

V. Спецыяльныя тэхнічныя рашэнні

(1) Тэхналогія мультыплексавання з падзелам па даўжыні хвалі (WDM) — нізказатратная мультыплексная перадача

1. Прынцып

Аптычныя сігналы розных даўжынь хваль (напрыклад, 1270/1290/1310/1330/1350 нм) перадаюцца праз адно аптычнае валакно. На баку перадатчыка ўсталяваны «раздзяляльнік даўжынь хваль», а на баку прыёмніка — «аб'ядноўвальнік даўжынь хваль». Гэтыя кампаненты выкарыстоўваюцца парамі для дасягнення выніку «адно аптычнае валакно = некалькі каналаў».

2. Моцныя і слабыя бакі

• Перавагі: значна ніжэйшыя выдаткі (1/10 ад кошту мультыплексараў у параўнанні з шматканальнымі кантактнымі кольцамі) і меншае выкарыстанне валакна.
• Недахопы: складаная канструкцыя абсталявання (патрабуе некалькіх хвалевых модуляў), палявая праводка схільная да памылак (страта сігналу з-за змены даўжыні хвалі), а выдаткі на абслугоўванне ў доўгатэрміновай перспектыве высокія.

3. Прыдатныя сцэнарыі: эканамічна адчувальнае грамадзянскае серыйнае абсталяванне (напрыклад, грамадзянскія сістэмы назірання) з абавязкамі па тэхнічным абслугоўванні трэціх асоб.

(2) Абмежаванне хуткасці Ring-A. Кароткі тэрмін службы і нізкая кошт рашэння.

1. Прынцып

Аптычнае валакно наматана ў спружыністую эластычную шпульку з фіксаванай колькасцю віткоў (напрыклад, 40 віткоў) і лічыльнікам. Шпулька мае абмежаванне як у прамым, так і ў зваротным кірунку кручэння (напрыклад, 10 віткоў наперад / 10 віткоў назад). Перавышэнне мяжы прыводзіць да разрыву спружыны, тым самым разрываючы аптычнае валакно (падобна да прынцыпаў «шрубавай намоткі» або «спружыннага ровара»).

2. Характарыстыкі

• Тэрмін службы: 2-3 гады (з-за разбурэння ад стомленасці спружыны), на пазнейшых стадыях патрабуецца частая замена.
• Кошт: Пачатковыя інвестыцыі невялікія, але агульныя доўгатэрміновыя выдаткі перавышаюць выдаткі на стандартныя кантактныя кольцы (патрабуецца 5 замен на працягу 15 гадоў, з сукупнымі выдаткамі на кожную замену).
• Прыдатныя сцэнарыі: часовае абсталяванне для праверкі і пасярэднікі, якія атрымліваюць прыбытак ад продажу запасных частак (напрыклад, лябёдкі, якія патрабуюць штогадовай замены кампанентаў).

(3) Лазернае кольца для бесправадной сувязі з высокай хуткасцю

1. Прынцып

Фізічнае валаконна-аптычнае злучэнне не патрабуецца. Сістэма выкарыстоўвае бесправадную перадачу праз круцільны лазерны выпраменьвальнік і стацыянарны прыёмнік, якія працуюць на нізкай частаце 1 МГц са хуткасцю кручэння 1500-2000 абаротаў у хвіліну.

2. Моцныя і слабыя бакі

• Перавагі: бескантактавая праца, адсутнасць зносу (тэрмін службы падшыпніка ≥1 мільярд абаротаў) і ўстойлівасць да электрамагнітных перашкод. Запатэнтаваны і ўжываецца ў ветраэнергетычных сістэмах.
• Недахопы: нізкая хуткасць (не падтрымлівае высакахуткасную перадачу дадзеных) і падыходзіць толькі для сцэнарыяў «высокая хуткасць, нізкая хуткасць».
• Сцэнарыі прымянення: выяўленне шпіндзеля для станкоў і выяўленне рухавікоў электрамабіляў (замена радыёчастотных рашэнняў для вырашэння праблем з радыёперашкодамі).

VI. Устанаўленне адпаведнасці патрэбам кліентаў і стратэгіі продажаў

(1) Логіка супастаўлення попыту

1. Тэмпературны дыяпазон умоў эксплуатацыі вызначаецца тэмпературай (10-40℃ для спажывецкіх тавараў, -20-80℃ для прамысловай прадукцыі, ніжэй за -40℃ для ваеннай або дробнай прадукцыі).
2. Перавызначаныя патрабаванні: колькасць каналаў (адна-/шматмодавае), тып валакна (аднамодавае/шматмодавае), далёкасць перадачы (дапушчальная страта) і надзейнасць (даўгавечнасць/стабільнасць).
3. Вызначэнне канчатковага кошту: нізкая плата за дызайн для кліентаў з прадастаўленымі чарцяжамі; высокая плата за дызайн для кліентаў без прадастаўленых чарцяжоў; налада патрабуе ўключэння выдаткаў «дызайн + апрацоўка + абслугоўванне», за выключэннем прадуктаў, гатовых да продажу.

(2) Распаўсюджаныя праблемы кліентаў і рашэнні

(3) Ключавыя пункты продажаў

1. Кансультацыйныя продажы: пазбягайце навязвання дарагіх тавараў. Падбірайце прадукты ў залежнасці ад канкрэтных сцэнарыяў (напрыклад, лабараторныя вырабы для грамадзянскіх лабараторый, каб пазбегнуць празмернага праектавання і марнаванняў).
2. Расклад выдаткаў: Розніца ў цане абумоўлена трыма фактарамі: вытворчым працэсам (выпрабаванні на старэнне), коштам матэрыялаў (прызмы ваеннага класа ў 3 разы даражэйшыя) і выдаткамі на праверку (100% праверка для прадукцыі ваеннага класа).
3. Дэманстрацыя магчымасцей: Мы прапануем кліентам экскурсію па нашым аб'екце, які працуе ў сістэме якасці ISO9001, мае абсталяванне для 3D-каардынатнага вымярэння і цалкам аўтаматызаваную вытворчую лінію па старэнні.
4. Пасляпродажная празрыстасць: спажывецкія тавары вызваляюцца ад абавязковых гарантый, у той час як тавары прамысловага і ваеннага класа пастаўляюцца з гарантыяй ад 1 да 3 гадоў. У палітыцы выразна гаворыцца, што «пачатковая нізкая цана азначае больш высокія выдаткі на абслугоўванне ў будучыні» (напрыклад, абмежаванне хуткасці выкліку патрабуе замены праз 2 гады).

VII. Галіны прымянення

Заўвага: Прымяненне не мае фіксаванай вобласці і залежыць ад патрабаванняў распрацоўшчыка прылады. Для сцэнарыяў без меднага пакрыцця і з высокай устойлівасцю да электрамагнітных перашкод рэкамендуюцца валаконныя кантактныя кольцы.