"ГОСТ Р МЭК 60793-1-21-2012. Национальный стандарт Российской Федерации. Волокна оптические. Часть 1-21. Методы измерений и проведение испытаний. Геометрия покрытия"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 18.09.2012 N 340-ст)

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Всероссийский научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промышленности" (ОАО "ВНИИКП") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 46 "Кабельные изделия"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 сентября 2012 г. N 340-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 60793-1-21:2001 "Волокна оптические. Часть 1-21. Методы измерений и проведение испытаний. Геометрия покрытия" (IEC 60793-1-21:2001 "Optical fibres - Part 1-21: Measurement methods and test procedures - Coating geometry", IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочного международного стандарта соответствующий ему национальный стандарт, сведения о котором приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2020 г.

Настоящий стандарт устанавливает единые требования для измерений геометрических характеристик покрытия оптического волокна (далее - волокно). Измерения геометрии покрытия дают основные параметры, знание которых необходимо для выполнения ряда действий, таких как формирование кабеля, разработка соединительных муфт, сращивание, выработка особенностей обращения, проведение других измерений.

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения):

IEC 60793-1-20, Fibres optiques - Part 1-210: de mesures et d'essai - de la fibre (Волокна оптические. Часть 1-20. Методы измерений и проведение испытаний. Геометрия волокна)

В настоящем стандарте приведены методы измерений геометрических характеристик волокна по следующим параметрам:

- диаметр покрытия;

- некруглость покрытия;

- неконцентричность покрытия и оболочки.

При проверке волокна измерения по обоим методам проводят в автономном режиме. Ни один из этих методов в автономном режиме не используют при измерениях в процессе эксплуатации.

Общая информация для обоих методов измерений приведена в разделах 2 - 10, а также в приложениях A и B для методов A и B соответственно.

Для целей настоящего стандарта применяют следующие определения.

4.1 первичное покрытие (primary coating): Один или более слоев материала защитного покрытия, наложенного на поверхность оболочки волокна во время или после вытяжки для сохранения поверхности оболочки и обеспечения минимального требуемого уровня защиты (например, защитное покрытие диаметром 250 мкм).

4.2 вторичное, или буферное, покрытие (secondary or "buffer" coating): Один или более слоев материала покрытия, наложенного поверх одного или более слоев первичного покрытия волокна для обеспечения дополнительной требуемой защиты или для совместного расположения волокон в пределах определенной структуры (например, буферное покрытие, герметизирующая оболочка или резиновое покрытие диаметром 900 мкм).

Метод A является единственным эталонным методом испытаний (RTM), который используют при разрешении спорных вопросов.

В приложениях A и B приведены схематичные изображения и другие требования к испытательному оборудованию для методов A и B соответственно.

Образец должен представлять собой короткий отрезок волокна или быть в соответствии с указанным в технических условиях на волокно.

Поскольку измерения не проводят на торцевых поверхностях образца, то особых требований к торцевой поверхности не предъявляют.

Проведение испытаний - по приложениям A и B для методов A и B соответственно.

Расчеты - по приложениям A и B для методов A и B соответственно.

По каждому измерению должна предоставляться следующая информация:

- дата и наименование измерения;

- идентификация и описание образца;

- результаты измерений в соответствии с указанным в технических условиях на волокно.

По требованию должна предоставляться следующая информация:

- длина образца;

- используемый метод измерений: A или B;

- описание измерительного оборудования;

- подробная информация о методике вычислений;

- дата и подробная информация о последней калибровке.

Технические условия на волокно должны содержать следующую информацию:

- тип измеряемого волокна;

- критерий отбраковки или приемки;

- информацию, предоставляемую в отчете;

- любые отклонения от установленного порядка проведения испытаний.

Оборудование может включать в себя оптический микроскоп или лазерный датчик.

На рисунке A.1 изображена схематическая диаграмма типового испытательного оборудования.

Используют микроскоп, оснащенный объективом с высококачественными линзами с освещением проходящим светом.

Используют устройство для удержания волокна в фокальной плоскости микроскопа, обеспечивающее перпендикулярность оси волокна и оптической оси объектива. Образец погружают в соответствующую жидкость для согласования показателей преломления, находящуюся в ячейке, изготовленной из прозрачного материала. При необходимости ячейку закрепляют на вращающемся столе для расположения образца параллельно визирной линии. Закрепляют блок ячейки целиком или волокно внутри ячейки с помощью зажима для волокна так, чтобы оно могло вращаться не менее чем на 180° и фиксироваться в достаточном количестве положений для измерения размеров покрытия. Механические допуски должны быть такими, чтобы при перемещении волокна из одной позиции в другую требовались минимальные переустановка и перефокусировка.

Изображение можно просматривать непосредственно при помощи ниточного окуляра или проектированием на камеру прибора с зарядовой связью (CCD) и отображением на мониторе. Типичное увеличение системы для визуального метода - от x100 до x200, для метода с использованием камеры - обычно x20; в последнем случае изображение формируется непосредственно на приборе с зарядовой связью. Размеры изображения волокна определяют с использованием ниточного окуляра при визуальном методе и регулировкой положения электронного курсора на мониторе или компьютерным анализом данных хранимого изображения при методе с использованием камеры.

На рисунке A.2 изображена схема оборудования для проведения измерения методом боковой проекции.

Оборудование должно состоять из источника лазерного излучения с соответствующей длиной волны (например, 633 нм), сканирующего устройства и детектора. При необходимости может использоваться система линз для сведения лучей в параллельный пучок при вводе его в образец.

Образец волокна удерживают посредством соответствующего вращающегося зажима для волокна так, чтобы он мог вращаться не менее чем на 180° и фиксироваться в достаточном количестве положений при сохранении перпендикулярности оси волокна и оптической оси оборудования.

Оборудование калибруют, используя измерение образца с известными размерами (калибровочный образец). Поскольку точность этого метода испытаний обычно равна 1 мкм, размеры калибровочного образца должны быть известны с точностью 0,5 мкм или выше.

Определяют размеры покрытия (покрытий) при разных углах вращения анализом изображения волокна. При использовании лазерного датчика размеры могут определяться оценкой функции отклонения лазерного луча, проходящего через волокно.

После получения данных можно применить два подхода: плоскостной анализ или анализ методом приближения к эллипсу. Анализ проводят только при наличии достаточного количества данных для достижения требуемой точности и воспроизводимости результатов.

Измеряют минимальный и максимальный диаметры при вращении образца, используя соответствующий зажим для волокна. Вращением волокна находят угловое положение, при котором размер изображения максимальный или минимальный. Затем измеряют диаметр оболочки и толщину слоев первичного покрытия при этих угловых положениях; придерживаются той же последовательности действий после вращения волокна; затем рассчитывают максимальное и минимальное значения (соответственно A и B) диаметров, измеренных при разных угловых положениях.

Анализируют увеличенное изображение методом боковой проекции волокна для получения данных по диаметру внешнего покрытия. При наличии достаточного количества точек данных строят эллипсы, используя данные, полученные для покрытия с использованием метода суммы наименьших квадратов (LSS) для определения большой оси (A) и малой оси (B).

A.3.1.1 Диаметр покрытия, мкм: .

A.3.1.2 Некруглость покрытия, %: .

A.3.1.3 Отношение толщины, %: ,

где A и B - минимальный и максимальный диаметры покрытия соответственно;

Мин. и Макс. - минимальное и максимальное измеренные значения толщины первичного покрытия соответственно.

A.3.2.1 Диаметр покрытия, мкм: .

A.3.2.2 Некруглость покрытия, %: .

A.3.2.3 Неконцентричность покрытия и оболочки, мкм:

где A и B - большая и малая оси наиболее точно приближенного эллипса соответственно, мкм;

X_pc и Y_pc - координаты внешнее покрытие/внутреннее покрытие - центр;

X_gl и Y_gl - координаты оболочка - центр.

Настоящий метод механического измерения применяют для определения диаметра первичного покрытия и буферного слоя, а также некруглостей. Обе стороны образца приводят в соприкосновение с плоскими параллельными поверхностями и измеряют промежуток между поверхностями.

При измерении используют два плоских контакта, по одному с каждой стороны испытуемого волокна. Лицевые поверхности контактов должны быть плоскими и параллельными друг другу и обеспечивать достаточно малое прилагаемое усилие, чтобы контакты не деформировали покрытие, или буферный слой, или то и другое. Если оба или один из контактов не плоские и если покрытие или буферный слой деформируется контактами, тогда усилие сжатия должно быть скорректировано. Схематичное изображение измерительного оборудования приведено на рисунке B.1.

В системе два контакта: неподвижный и подвижный. Подвижный контакт монтируют на микроманипуляторе, или он может двигаться свободно, например на воздушном подшипнике. Подвижный контакт должен удерживаться напротив неподвижного контакта или волокна пружинами, или подвешенным грузом, или другими средствами.

Электронный микрометр, например интерферометр двойного хода Михельсона, можно использовать с уголковым отражателем или плоским зеркалом для точного измерения движения платформы и, следовательно, подвижного контакта.

Образец удерживают между лицевыми поверхностями контактов. Короткие образцы могут выступать за пределы зажимного устройства, или за V-блок, или за другое аналогичное крепление.

Диаметр образца измеряют приведением в соприкосновение противоположных сторон образца с контактами [1]. Усилие соприкосновения может быть отрегулировано до такой степени, чтобы деформацию образца и контактов можно было не учитывать. Величина реально применяемого усилия должна быть согласована между изготовителем и заказчиком в зависимости от материалов образца или контактов.

Промежуток между контактами точно измеряют электронным микрометром. Если деформацией нельзя пренебречь, делают математическую поправку для измеренного промежутка.

Поверхности контактов зачищают и микрометрический винт поворачивают до соприкосновения поверхностей контактов друг с другом. Затем поворачивают микрометрический винт до тех пор, пока контакты не будут удерживаться вместе только натяжением пружины. Показания расстояния на электронном микрометре регистрируют.

Далее микрометр регулируют таким образом, чтобы промежуток между поверхностями контактов был больше образца. Удостоверившись в том, что образец волокна чистый и представляет испытуемое волокно, его устанавливают на держателях между поверхностями контактов. Медленно поворачивают микрометрический винт до соприкосновения поверхностей контактов с волокном и удержания в контакте с ним только за счет натяжения пружин. Показания расстояния на электронном микрометре регистрируют. Диаметром образца является разность между показаниями плюс любые поправки вследствие сжатия. Измерение повторяют, поворачивая волокно, если определяют некруглость покрытия.

Диаметр покрытия регистрируют как среднее значение отдельных измерений диаметров первичного покрытия или буфера.

Некруглость покрытия (%) рассчитывают как разность между максимальным и минимальным значениями отдельных измерений диаметров, деленная на среднее значение и умноженная на 100.

В дополнение к результатам, указанным в разделе 10, в зависимости от установленных требований, по запросу должна быть предоставлена информация о поправочном коэффициенте, если он использовался.