Способ измерения жесткости оптического кабеля при низких температурах



Способ измерения жесткости оптического кабеля при низких температурах
Способ измерения жесткости оптического кабеля при низких температурах
Способ измерения жесткости оптического кабеля при низких температурах

 


Владельцы патента RU 2506559:

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики" (ФГОБУ ВПО ПГУТИ) (RU)

Изобретение относится к технике измерений параметров кабелей и может быть использовано для измерения жесткости оптических кабелей с высокой прочностью на разрыв при низких температурах. Сущность: один конец образца оптического кабеля закрепляют на платформе с помощью первого зажима, а второй конец образца оптического кабеля отгибают от его оси на угол θ>45° и закрепляют на платформе с помощью второго зажима, после чего платформу с закрепленным на ней образцом кабеля помещают в климатическую камеру, устанавливают в ней заданную температуру, при которой измеряют радиус изгиба оптического кабеля на выходе из первого зажима. Предварительно, для одних и тех же значений угла θ и расстояния 1, при нормальной температуре выполняют измерения относительных радиусов изгиба на выходе из первого зажима R0 и R1 для двух образцов оптического кабеля, для которых значения жесткости при нормальной температуре В0 и В1 известны и отличаются друг от друга, после чего для тех же значений угла θ и расстояния 1 выполняют измерения относительного радиуса изгиба на выходе из первого зажима испытуемого образца оптического кабеля Rx при заданной низкой температуре. Относительный радиус изгиба определяют как отношение радиуса изгиба оптического кабеля на выходе из зажима к радиусу оптического кабеля, а жесткость испытуемого образца оптического кабеля при заданной низкой температуре Вx определяют по зависимости. Технический результат: расширение области применения и снижение затрат. 3 ил.

 

Изобретение относится к технике измерений параметров кабелей и может быть использовано для измерения жесткости оптических кабелей с высокой прочностью на разрыв при низких температурах.

Известен способ «чистого изгиба» [1] для измерений жесткости оптических кабелей, заключающийся в том, что образец кабеля загружают по схеме однопролетной двухопорной балки с равными сосредоточенными моментами в концевых опорных ее сечениях (фиг.1), по данной схеме строят диаграмму зависимости момента M(φ) от угла закручивания φ, пренебрегают гистере-зисным характером диаграмм, осуществляют линейную аппроксимацию зависимости М(φ) и оценивают жесткость оптического кабеля как:

где В - жесткость, кг/м2; l - длина образца, м; М - нагрузочный момент, кг·м; φ - угловое перемещение, рад.

На фиг.2 представлена схема устройства для измерения жесткости описанным выше способом «чистого» изгиба в положении, позволяющем осуществить деформацию чистого изгиба образца кабеля 1, снабженного захватами 2, соединенными с захватами нагрузочного устройства 3. Загрузочное устройство установлено на подвижные платформы 5 и снабжено шкивами 4, охваченными гибкими нитями с нагрузочными площадками 6. Нагрузочные шкивы посредством шестеренчатой передачи связаны с отсчетными дисками 7, помещенными на той же подвижной платформе, имеющей возможность свободного перемещения на рейки 8, прикрепленной стойками к неподвижному основанию 10. Описанная схема является универсальной для измерений жесткости образцов оптического кабеля. Однако, реализация данного способа при низких отрицательных температурах в условиях климатической камеры требует значительных дополнительных затрат на обеспечение свободного вращения шкивов, шестеренчатых передач и свободного перемещения подвижной платформы.

Известен способ [2] измерения жесткости оптических кабелей, заключающийся в том, что испытуемый образец оптического кабеля располагают на платформе горизонтально, один его конец закрепляют на платформе с помощью зажима, а к другому его концу на расстоянии l прикладывают силу F и в этой точке измеряют смещение У этого конца оптического кабеля относительно его оси, после чего определяют жесткость оптического кабеля по формуле:

Однако данный способ требует выполнения операций с испытуемым образцом оптического кабеля при низких отрицательных температурах в условиях климатической камеры, а при испытании образцов жестких кабелей для корректного отсчета смещения конца оптического кабеля регулирования прикладываемой силы. А это, в свою очередь, требует либо автоматизации процессов, выполняемых в условиях климатической камеры при низких температурах, либо действий человека-оператора также в условиях климатической камеры при низких температурах, что связано со значительными затратами.

Сущностью предполагаемого изобретения является расширение области применения и снижение затрат.

Эта сущность достигается тем, что, согласно способу измерения жесткости оптического кабеля при низкой температуре один конец образца оптического кабеля закрепляют на платформе с помощью первого зажима, а к другому его концу на расстоянии l прикладывают силу, причем второй конец образца оптического кабеля отгибают от его оси на угол θ>45° и закрепляют на платформе с помощью второго зажима, после чего платформу с закрепленным на ней образцом кабеля помещают в климатическую камеру, устанавливают в ней заданную температуру, при которой измеряют радиус изгиба оптического кабеля на выходе из первого зажима, при этом предварительно, для одних и тех же значений угла θ и расстояния l, при нормальной температуре выполняют измерения относительных радиусов изгиба на выходе из первого зажима R0 и R1, для двух образцов оптического кабеля, для которых значения жесткости при нормальной температуре B0 и B1 известны и отличаются друг от друга, после чего, для тех же значений угла в и расстояния l выполняют измерения относительного радиуса изгиба на выходе из первого зажима испытуемого образца оптического кабеля Rx при заданной низкой температуре, а жесткость испытуемого образца оптического кабеля при заданной низкой температуре Bx определяют по формуле:

где R0, R1, Rx - результаты измерений для одних и тех же значений угла в и расстояния l относительных радиусов изгиба образцов оптических кабелей с жесткостью В0, В1, Вx, соответственно, а относительный радиус изгиба определяют как отношение радиуса изгиба оптического кабеля на выходе из зажима к радиусу оптического кабеля.

На фиг.3 представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство содержит образец оптического кабеля 1, первый зажим 2 и второй зажим 3, платформу 4 и климатическую камеру 5, при этом один конец образца оптического кабеля закреплен на платформе 4 с помощью первого зажима 2, а другой его конец отогнут от его оси на угол 6 и закреплен на платформе 4 с помощью второго зажима 3, платфома 4 с закрепленным на ней образцом оптического кабеля 1 помещена в климатическую камеру 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно, устройство калибруют. Для этого при заданных значениях угла θ и расстояния l, при нормальной температуре выполняют измерения относительных радиусов изгиба R0 и R1 для двух образцов оптического кабеля, для которых значения жесткости при нормальной температуре В0 и B1 известны и отличаются друг от друга, и рассчитывают константу С по формуле (2). Измерения радиусов изгиба выполняют в следующей последовательности. Один конец образца оптического кабеля 1 закрепляют на платформе 4 с помощью первого зажима 1, к другому его концу на расстоянии l прикладывают силу, отгибают его от оси на угол θ и закрепляют на платформе 4 с помощью второго зажима 3. Затем платформу 4 с закрепленным на ней образцом оптического кабеля 1 помещают в климатическую камеру 5, в которой устанавливают заданную температуру, после чего измеряют относительный радиус изгиба оптического кабеля 1 на выходе из первого зажима 2. Затем, для тех же значений угла θ и расстояния l выполняют измерения радиуса изгиба на выходе из первого зажима испытуемого образца оптического кабеля - Rx при заданной низкой температуре и определяют жесткость испытуемого образца оптического кабеля при заданной низкой температуре - Вx по формуле (1).

По сравнению с прототипом предлагаемый способ не требует регулирования параметров и выполнения каких-либо операций с испытуемым образцом оптического кабеля при низких отрицательных температурах в условиях климатической камеры. Измерения радиуса изгиба могут быть выполнены по фотографии платформы с закрепленным на ней образцом оптического кабеля, которую можно сделать через окно климатической камеры. Это, в свою очередь, исключает потребность в автоматизации процессов, выполняемых с образцом оптического кабеля в климатической камере, и присутствия человека-оператора в климатической камере при низких температурах, что и обеспечивает расширение области применения и снижение затрат.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мусалимов В.М., Соханев Б.В. Механические испытания гибких кабелей // Томск: Изд-во Томского университета, 1984. - 64 с.

2. IEC 60794-1-2:1999. Optical fibers - Part 1-2: Generic specification - Basic optical cable test procedures.

Способ измерения жесткости оптического кабеля при низкой температуре, заключающийся в том, что один конец образца оптического кабеля закрепляют на платформе с помощью первого зажима, а к другому его концу на расстоянии l прикладывают силу, отличающийся тем, что второй конец образца оптического кабеля отгибают от его оси на угол θ>45° и закрепляют на платформе с помощью второго зажима, после чего платформу с закрепленным на ней образцом кабеля помещают в климатическую камеру, устанавливают в ней заданную температуру, при которой измеряют радиус изгиба оптического кабеля на выходе из первого зажима, при этом предварительно для одних и тех же значений угла θ и расстояния l при нормальной температуре выполняют измерения относительных радиусов изгиба на выходе из первого зажима R0 и R1 для двух образцов оптического кабеля, для которых значения жесткости при нормальной температуре В0 и В1 известны и отличаются друг от друга, после чего для тех же значений угла θ и расстояния l выполняют измерения относительного радиуса изгиба на выходе из первого зажима испытуемого образца оптического кабеля Rx при заданной низкой температуре, а жесткость испытуемого образца оптического кабеля при заданной низкой температуре Вх определяют по формуле:
,
,
где R0, R1, Rx - результаты измерений для одних и тех же значений угла θ и расстояния l относительных радиусов изгиба образцов оптических кабелей с жесткостью В0, В1, Вх соответственно, а относительный радиус изгиба определяют как отношение радиуса изгиба оптического кабеля на выходе из зажима к радиусу оптического кабеля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к механическим испытаниям газотермических покрытий, а более точно касается определения остаточных напряжений в покрытии и энергии, необходимой для их высвобождения.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в стандартных испытательных машинах для испытания металлических образцов на сжатие без потери устойчивости.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании на релаксацию напряжения облученных металлических образцов при четырехточечном изгибе.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. .

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании на релаксацию напряжения металлических образцов при изгибе. .

Изобретение относится к области определения механических свойств материалов путем приложения заданных нагрузок. .

Изобретение относится к технике испытаний конструкций на динамические воздействия. .

Изобретение относится к механическим нагрузочным устройствам и может быть использовано для нагружения поверхностей образцов чистым изгибом и определения полей деформаций и напряжений в экспериментальных исследованиях лабораторных макетов и натурных объектов.

Изобретение относится к способу определения механических характеристик материалов, в частности к способам определения модуля упругости, предельной прочности, предельной деформации стержней из полимерных композиционных материалов, и устройству для его реализации.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность и может быть использовано для испытаний элементов конструкций шахтной крепи, трубопроводов, несущих элементов зданий и сооружений.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд для испытания образцов материалов при многоточечном изгибе содержит раму, опорный элемент в виде трубы, направляющие, установленные на внутренней поверхности трубы, разъемные фиксаторы направляющих на трубе, нагружатели в виде гидроцилиндра с плунжером, установленные на каждой направляющей, и захваты, размещенные по длине образца и связанные с соответствующими нагружателями. Стенд снабжен дополнительными нагружателями в виде гидроцилиндра с плунжерами. Нагружатели попарно расположены на направляющих. На плунжерах нагружателей вдоль их оси закреплены зубчатые рейки. Захваты выполнены в виде зубчатых колес, расположены между рейками пар нагружателей и кинематически связаны с ними. Технический результат − обеспечение испытаний при многоточечном изгибе в разных плоскостях, а также при многоточечном кручении и совместно при многоточечном кручении и изгибе с независимым изменением направлений изгиба и кручения участков образца в ходе испытаний. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит основание, опорный элемент в виде трубы, нагружатели, установленные на внутренней поверхности трубы, разъемные фиксаторы нагружателей на трубе и захваты, размещенные по длине образца и связанные с соответствующими нагружателями. Стенд дополнительно снабжен ударным механизмом, выполненным в виде электромагнитной катушки, якоря, взаимодействующего с катушкой, упругого элемента для возврата катушки в исходное положение, толкателя, соединенного с якорем, и ударника, закрепленного на толкателе с возможностью взаимодействия с поверхностью трубы. На трубе установлены торцевые заглушки, а труба заполнена наполнителем. Технический результат: приближение условий испытаний к реальным условиям работы длинномерных изделий путем обеспечения испытаний при нагружении длинномерного образца не только многоточечным статическим изгибом в разных направлениях, но и ударными радиальными или линейными волнами в одном или во встречных направлениях с изменением ориентации волн относительно радиальных направлений образца при распространении волн через реальную среду наполнителя. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к области метрологии, а именно к средствам получения чистого изгиба эталонной балки для испытаний тензодатчиков. Устройство содержит станину, установленную в ней эталонную балку с системой измерения деформаций, систему нагружения балки с контактными роликами и движителем. Станина выполнена в виде стойки с закрепленной на ней горизонтальной распорной балкой, по концам которой установлены цилиндрические шарниры, служащие осями подвеса двух вертикально расположенных симметричных рычагов, нижние концы рычагов шарнирно соединены посредством противоположно направленных соосных тяг с общим для них дифференциальным «плавающим» движителем. В верхней части каждого рычага попарно сверху и снизу от эталонной балки установлены четыре опорных ролика. Между роликами и эталонной балкой, также сверху и снизу, размещены «подушки» в виде плоских пластин с полуцилиндрическими выступами на противоположных краях, контактирующих с эталонной балкой непосредственно по образующим цилиндрических поверхностей этих выступов, а точки контакта опорных роликов с плоскими сторонами пластин-«подушек» попарно находятся на соответствующих нормалях к плоской поверхности пластин-«подушек». Технический результат: получение чистого изгиба балки с повышенной степенью точности достижения необходимой относительной деформации, снижение прилагаемых усилий для получения необходимой деформации, а также уменьшение габаритов и массы стенда. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области испытаний строительных материалов и конструкций, а именно к технике контроля качества материалов и исследования их деформативных свойств. Устройство для контроля прочности железобетонных конструкций включает силовую раму из штанг и закрепленных на ней с помощью гаек ригелей, траверсу с центрирующими опорами, гидравлический домкрат. Устройство также содержит дополнительный ригель, дополнительную траверсу, грузовую консоль с уровнем и страховочные рейки, прикрепленные к неподвижным ригелям. При этом дополнительный ригель расположен между неподвижными верхним и нижним ригелями с возможностью перемещения при малых усилиях посредством гаек и упорных подшипников, расположенных между верхней гайкой и ригелем, а при больших - с помощью установленного на нем домкрата, причем один конец грузовой консоли расположен между траверсами, а второй - оснащен грузовой платформой. Причем для испытания балок на поперечный изгиб один образец укладывается на нижний ригель, а второй - на верхнюю траверсу с опорой на дополнительный ригель через центрирующие опоры, расположенные с расчетным эксцентриситетом. Техническим результатом является получение достоверных результатов при проведении испытаний образцов на поперечный изгиб или продольное сжатие при различных схемах нагружения как при длительных, так и кратковременных, в том числе и при длительных испытаниях на ползучесть. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к установкам для испытания образцов материалов на изгиб. Установка содержит основание, установленную на нем поворотную платформу, захват образца, закрепленный на платформе, два центробежных груза, предназначенные для закрепления на концах образца, привод вращения платформы, включающий вал с приводом вращения, пару катков, установленных с эксцентриситетом по разные стороны от оси вращения платформы и предназначенных для фрикционного взаимодействия с ней, один из которых установлен на валу. Установка дополнительно снабжена вторым валом, установленных соосно первому валу, и приводом вращения второго вала, при этом второй каток установлен на втором валу. Технический результат: расширение функциональных возможностей установки путем обеспечения испытаний как при знакопеременном изгибе в двух плоскостях, так и при знакопеременном изгибе в одной плоскости и знакопостоянном изгибе во второй плоскости, а также при круговом изгибе и круговом изгибе с растяжением. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к механическим испытаниям материалов, в частности к способам испытания строительных конструкций, и может быть использовано для испытания балочных конструкций на изгиб. Сущность: на образец прикладывают регулируемую циклическую нагрузку и по скорости нагружения или скорости разгружения, и по ее величине, выбранные параметры нагрузки выдерживают на заданном промежутке времени. Диапазон и место приложения нагрузок регулируют устройством нагружения и силовым устройством, а прочностные и деформационные параметры испытываемой конструкции измеряют в заданном интервале времени. Установка содержит закрепленные в силовом полу опоры для размещения испытываемого образца, устройство нагружения с силовым устройством. Устройство нагружения выполняют в виде, по меньшей мере, одного рычага, а силовое устройство выполняют в виде грузовой емкости, которую размещают на каждом рычаге устройства нагружения и выполняют с возможностью заполнения ее жидкостью. Технический результат: возможность оценить прочностные и эксплуатационные параметры изгибаемых строительных конструкций в реальных режимах изменения нагрузок при эксплуатации после полной и частичной разгрузки. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Установка содержит основание, установленные на нем соосно торцевые и центральный захваты с общей осью вращения и отверстиями для образца, привод вращения торцевых захватов, толкатель, одним концом связанный с центральным захватом, и нагружатель, соединенный с другим концом толкателя. Отверстия в захватах имеют некруглое сечение и выполнены в соответствии с сечением образца. Технический результат: увеличение объема информации путем проведение испытаний при одноцикловом и двухцикловом нагружении изгибом с постоянным соотношением усилий в продольных сечениях образца. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам испытаний плоских образцов на изгиб. Сущность: концы образцов закрепляют на опоре, выполненной в виде замкнутой рамы с двумя подвижными распорками. Изгибают образцы и определяют величину прогиба в условиях сложного изгиба. При этом коэффициент распора в процессе нагружения является переменным. Технический результат: возможность проводить испытания в условиях сложного изгиба с переменным в процессе погружения коэффициентом распора, что дает возможность выполнять экспериментальные исследования накопления остаточных прогибов в пластинах обшивки корпусов судов в процессе эксплуатации. 3 ил.

Изобретение относится к технике испытаний протяженных объектов с переменной по длине жесткостью. Сущность: объект консольно закрепляют на силовой колонне и с помощью механического кривизномера измеряют кривизну отдельных его участков, средние сечения которых располагаются в заданных расчетных сечениях, при изгибе объекта под действием заданной нагрузки, приложенной к свободному его концу. Кривизну отдельных участков, расположенных в различных сечениях по длине объекта, измеряют путем последовательной перестановки кривизномера от сечения к сечению по реперным шайбам, сначала в исходном деформированном состоянии при изгибе под действием некоторой начальной нагрузки, а затем при изгибе после приложения заданной дополнительной нагрузки. Вычисляют кривизну каждого участка, соответствующую изгибающему моменту от заданной нагрузки, как разность значений кривизны, измеренной кривизномером в двух указанных деформированных состояниях объекта, и определяют изгибную жесткость в расчетном сечении как частное от деления изгибающего момента в среднем сечении участка на измеренную кривизну, умноженное на поправочный коэффициент, который предварительно находят расчетным способом по известным функциям распределения номинальных изгибных жесткостей объекта и изгибающих моментов, задаваемых при испытании, как отношение номинального значения средней кривизны участка к номинальному значению кривизны в среднем его сечении. Технический результат: повышение точности и снижение трудоемкости. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для контроля жесткости балок, изготовленных из материала, обладающего физически нелинейными свойствами (в частности, железобетонных балок), и нагруженных равномерно распределенной нагрузкой. Согласно заявленному способу изготавливают для определенного типа балок из физически нелинейного материала эталонную конструкцию с соблюдением всех технологических требований по качеству. Определяют в указанной конструкции основную или первую резонансную частоту колебаний ω0. Нагружают конструкцию ступенчато возрастающей равномерно распределенной нагрузкой, измеряют максимальный прогиб w0 на каждом этапе нагружения и по результатам испытаний эталонной балки строят аппроксимирующую функцию По этой зависимости при контроле жесткости серийно выпускаемых балок определенного типа определяют значение параметра К, соответствующего заданной контрольной нагрузке q0. Технический результат − расширение технологических возможностей неразрушающего способа контроля жесткости балок, изготовленных из материала, обладающего физически нелинейными свойствами. 1 табл., 3 ил.
Наверх