我国光纤陶瓷插芯检测仪器的现状及国外产品简介

光纤连接技术分为两大类，一类是永久性连接，常称为固定接头、死接头；一类是可拆卸的活动连接，常称为活接头，需要使用光纤连接器。在传输网络中，光缆之间的连接采用永久性连接，而光纤连接器主要用于实现系统中设备之间、设备与仪表之间、设备与光纤之间以及光纤与光纤之间的非永久性固定连接，它是光通信系统中最普遍和使用量最大的基础无源器件。

由于陶瓷材料与石英光纤热匹配性好，理化性能稳定，以陶瓷插芯为核心器件的光纤连接器得到了很快的发展。目前世界上陶瓷插芯几乎全由日本厂商生产，我国有关科研院所虽然在陶瓷插芯产品开发和相关制造技术的研究方面取得了一定的突破，但在质量、可靠性、稳定性上与国外相比还存在一定的差距，目前还未开发出针对陶瓷插芯制造的专有技术和成套生产设备，因此每年要花费大量外汇购买陶瓷插芯或引进成套生产设备。国内己建成投产的几家规模较大陶瓷插芯生产厂家的生产工艺、原辅材料及设备都是从国外成套引进，自身不具备产品和设备的开发能力。

受加工工艺影响，批量研磨出来的陶瓷插芯的套管外圆直径、内孔直径相差较大，而且会出现一定的真圆度和同心度，这些参数直接决定了产品质量，因此，对陶瓷插芯的这些参数进行检测非常必要。

与陶瓷插芯的制造技术相似，光纤连接器的检测分析技术也是日本等发达国家处于领先地位。下面简单介绍两家日本公司的相关设备。

日本Active公司开发的光线连接器测量产品系列包括单插芯离心距和孔径测量仪（Single Ferrule Eccentricity & Circle Accuracy），全自动单插芯离心距和孔径测量仪（Fully Automatic Single Ferrule Eccentricity & Circle Accuracy），多芯光纤连接器孔径闲距测量仪（Multiple Core Optical Connector Pitch），半自动单插芯内径和离心距分拣机（Semiautomatic Single Ferrule Inner Diameter and Eccentricity Amount Sorting Machine），端面检测仪（Connector / Fiber Endface Inspection Machine ( For MU / SC Connector)）。

其中，全自动单插芯离心距和孔径测量仪采用图象处理技术，手动、自动光设置，具有数据处理和保存功能，可对内径、离心度等参数进行测量并自动分档，显示到0.001μm，测量精度为3б≤0.1μm，测量周期为8秒/转。外径功能可选，测量精度为0.1μm。

图1：Active公司的全自动单插芯离心距和孔径测量

多芯光纤连接器孔径闲距测量仪采用激光外差移位计和图象处理技术，测量多芯光纤连接器孔径闲距、孔径、导孔和插芯孔等参数，具有自动对焦，图象保存、显示，数据处理等功能，显示到0.001μm，测量精度为3б≤0.15μm。

日本Mitutoyo（三丰）公司的真圆度仪主要有RA-100、RA-1400/1500、RA-2100、RA-H5100、RA-2100 CNC、RA-H5100 CNC等设备以及RA-2100H CNC Series 211-CNC、RA-H5100CNC Series 211-CNC、RA-100 Series 211、RA-1400/RA-1500 Series 211、RA-2100AS/DS/AH/DH Series 211、RA-H5100AS/AH Series 211等系统。

其中，RA-1400/RA-1500真圆度测量仪的回转台搭载了新构造的空气轴承来驱动，适用USB进行通讯及资料处理，旋转精度（0.07+0.06H/100）μm，Z轴（立柱）直线度0.15μm/50、0.3μm/150，外壁/内壁最大测量高度150mm。

图2：Mitutoyo公司的RA-1400/RA-1500真圆度测量仪

目前，光纤通信已在我国推广应用。国家有关部门也已把它列为我国今后重点发展的高科技产业之一。因此，可以预料，我国未来光纤连接器的使用量将会与日俱增。

但是现在，我国大多研究的是光纤连接器的端面检测，对光纤陶瓷插芯的几何参数的测量，技术上比较落后。如对于内径的测试，国内普遍采用的人工检测方法，分别用不同直径的钢丝插入内孔，寻找最合适的直径来判断内孔的尺寸，这种方法无法检测内孔的真圆度。同心度的检测是采用人工上料，旋转插芯，观察显示屏幕上的图像位置的上下波动幅度来确定同心度。对真圆度的测量采用硬度很强的钢针，尖端插入插芯的前端面，旋转插芯，在钢针尾端装有位移传感器记录钢针尖端上下波动的位移量，并发送到PC，计算插芯内孔的真圆度。以上这些检测方法认为误差大，检测效率低，且不适用于批量检测。

因此，国内厂商有必要研制出具有自主技术的陶瓷插芯检测设备，既可降低生产成本，又可克服对国外产品的依赖。(end)