Í kerfum sem snúast stöðugt, snúast venjulegir trefjarkaplar, þreyta og bila að lokum. Í þeim verkefnum sem við höfum stutt sem rennihringaframleiðandi er þetta sjaldan tengivandamál. Venjulega er þetta vandamál á kerfisstigi-: litið var á sjónbrautina sem aukaatriði við hliðina á rafmagns- og stjórnunarlínunum og kom aðeins í ljós þegar vélin var að snúast á hraða á sviði.
A ljósleiðara snúningsmót, einnig kallaður aFORJeðaljósleiðara rennihringur, leysir þetta með því að leyfa ljósmerkjum að fara yfir snúningsviðmót án þess að snúa trefjaranum. Í flestum nútíma vélum er FORJ ekki keyptur sem sjálfstæður hluti. Það er samþætt meðrafmagns rennihringurí eina blendinga samsetningu sem flytur afl,-lágspennumerki, Ethernet, fieldbus og sjónræn gögn um einn snúningsás.
Þessi handbók er skrifuð út frá sjónarhorni forritaverkfræðingateymis sem tilgreinir og prófar þessar samsetningar fyrir iðnaðar-, sjó-, varnar- og lækningaviðskiptavini. Það fjallar um hvað FORJ er, hvernig það virkar, hvenær blendingslausn er rétti kosturinn, forskriftirnar sem skipta máli og upplýsingarnar sem þú þarft að undirbúa áður en þú hefur samband við birgja.
Hvað er ljósleiðara snúningsmót?
Ljósleiðara snúningsliður er óvirkur sjónbúnaður sem gerir ljósinu kleift að fara á milli kyrrstæðra og snúnings hliðar vélarinnar án þess að brjóta ljósleiðina. Hann gegnir sama hlutverki fyrir sjónmerki og hefðbundinn rennihringur gegnir fyrir rafmerki.
Þú munt sjá sömu tækni og lýst er í gagnablöðum og tilboðum undir nokkrum nöfnum:
- Ljósleiðara snúningsmót (FORJ)
- Ljósleiðari rennihringur
- Optískur rennihringur
- Optískur snúningsliður
- Ljósleiðara snúningstengi
Þessi hugtök lýsa almennt sömu virkni. Nafnið endurspeglar venjulega iðnaðinn og birginn frekar en tæknilegan mun.
Hvernig ljósleiðara snúningssamskeyti virkar
Inni í FORJ snúast snúnings trefjar og kyrrstæður trefjar aldrei líkamlega á móti hvor öðrum. Þess í stað er ljósmerkið flutt í gegnum nákvæmlega samræmda sjónleið milli tveggja samræmandi þátta, studd af legum, snúningshúsi og kyrrstæðu húsi. Einfaldar-rásarhönnun nota venjulega par af þyrpingum á snúningsásnum. Fjölrásarhönnun bætir við prismum, dúfuprismum, speglum eða snúningsfjölbreytibúnaði þannig að nokkrar sjónrásir geti deilt eða farið yfir sama snúningsviðmótið.
Vegna þess að sjónflutningur er háður míkron-jafnvægi skipta vélræn gæði leganna og víddarstöðugleiki hússins ekki síður máli og ljósfræðin sjálf. Í forritum sem eru viðkvæm fyrir miklum-hraða eða titringi- er ríkjandi bilunarstillingin ekki hörmulegt merkistap heldur óstöðugtbreytileiki í innsetningartapi: hluturinn stenst kyrrstöðupróf á bekknum, svífur síðan á sviði þegar hann byrjar að snúast undir álagi.
Hybrid Fiber Optic Slip hringur: Afl, merki og ljósgögn í einni samsetningu
FORJ einn sendir aðeins sjónmerki. Það ber ekki raforku, mótor drifstraum, kóðaramerki eða loftlínur. Í alvöru vélum þurfa þær næstum alltaf að fara yfir sama snúningsás.
Þess vegna eru flestar FORJ beiðnir sem við fáum ekki fyrir beina FORJ. Þeir eru fyrir ablendingur rennihringursem samþættir sjónrásina með rafmagnsrennishring, og stundum með pneumatic eða vökva línu, inni í einu vélrænu umslagi.
Blendingur ljósleiðarahringur sameinar venjulega eitthvað af eftirfarandi í einni snúningssamsetningu:
- Ein eða fleiri sjónrásir (ein-stilling eða fjölstilling)
- Hár-straumaflrásir fyrir mótora eða hitara
- Lág-spennustjórnun og skynjaramerki
- Gigabit Etherneteða fieldbus hringrásir (CAN, EtherCAT, PROFINET)
- RF eða koaxial rásir
- Pneumatic eða vökva gangur í sumum hönnun
Þegar Hybrid Slip hringur er skynsamlegur
Blendingshönnun er venjulega rétta svarið þegar að minnsta kosti eitt af eftirfarandi er satt:
- Snúningsbyggingin hefur strangar takmarkanir á umslagi, þyngd eða jafnvægi og ekki er hægt að stafla öðru snúningsbúnaði á skaftið.
- Gagnatengillinn verður að vera ónæmur fyrir rafsegultruflunum frá nærliggjandi mótorum, VFD eða radarsendum.
- Gagnahraði fer yfir það sem koparsnertihringur getur skilað á áreiðanlegan hátt yfir líftíma kerfisins.
- Kraftur, hreyfistýring og-háttar bandbreiddarskynjaragögn þurfa öll að fara yfir sama ásinn.
- Forritið er nógu sérsniðið til að-FORJ-frá hillunni og aðskilinn rennihringur myndu ekki samræmast vélrænt.
Í eftirlitsgimbal, til dæmis, gæti dæmigerð blendingur sameinað eina sjónrás fyrir há-upplausn myndbandsstraums myndavélarinnar, Gigabit Ethernet línu til að stjórna, nokkur ampera afl fyrir pönnu/halla mótora og hitara, og handfylli af lágspennumerkjarásum, allt inni í húsi undir 60 mm í þvermál. Að tilgreina þessar rásir sérstaklega og festa þær saman kostar venjulega meira pláss og meiri peninga en ein samþætt hönnun.
Ljósleiðari snúningssamskeyti vs rafmagnssliphringur
Bæði tækin leysa snúningsflutningsvandamál, en þau eru ekki skiptanleg.
| Þáttur | Ljósleiðara snúningssamskeyti | Rafmagnshringur |
|---|---|---|
| Aðalmerki | Optísk gögn | Rafmagn og rafmagnsmerki |
| Best fyrir | Mikil-bandbreiddargögn, EMI-viðkvæmir hlekkir, langar trefjakeyrslur | Aflflutningur, lág-spennustýring, skynjaramerki |
| Samskiptaaðferð | Snertilaus sjónleið | Bursta-á-hring eða snertingu við trefjabursta |
| EMI næmi | Mjög lágt | Fer eftir hlífðarvörn og merkjagerð |
| Sendir kraft? | Nei | Já |
| Lykilbreytur | Trefjagerð, bylgjulengd, rásafjöldi, innsetningartap, skilatap | Straumur, spenna, snertiefni, hringrás |
| Algeng samsetning | Innbyggt í blendingshring | Innbyggt með FORJ, RF eða pneumatic einingar |
Ef kerfið þarf aðeins afl og stöðluð stýrimerki, nægir hefðbundinn rafmagnsrennishringur. Um leið og þú þarft að ýta óþjöppuðu HD/4K myndbandi, viðvarandi Gigabit Ethernet eða hvaða sjónskynjara sem er með mikla-bandbreidd yfir snúningsás, verður FORJ eða blendingur samsetning áreiðanlegri langtíma-valkosturinn.
Lykilforskriftir sem skipta máli
Að velja FORJ er ekki bara spurning um ytra þvermál og verð. Skoða þarf sjónrænar, vélrænar og umhverfiskröfur saman, vegna þess að-viðskipti á milli þeirra valda flestum vettvangsbilunum.
Ein-rás vs. fjöl-rás
Ein-rás FORJ sendir eina sjónræna rás. Það er minna, einfaldara og hefur yfirleitt minnsta innsetningartapið og besta langtímastöðugleikann. Fjöl-rás FORJ sendir margar sjónrásir í gegnum sama snúningsviðmótið og notar prisma, dúfuprisma eða multiplexara, allt eftir hönnuninni.
Fjöl-rása FORJ leysa raunverulegt vandamál en þeir bæta við flækjustig, jöfnunarnæmni og kostnaði. Áður en þú skuldbindur þig til 4- eða 8 rása hönnunar er þess virði að spyrja hvort hægt sé að margfalda gögnin á eina eða tvær trefjar á senditækisstigi í staðinn. Margföldun bylgjulengdarskiptingar eða háhraða senditæki draga oft úr nauðsynlegum rásafjölda og leiða til minni, áreiðanlegri snúningsliða.
Einstök-hamur vs. Multimode Fiber
Trefjartegundin þarf að passa við restina af ljóskerfinu. Einfaldur-hamur trefjar (venjulega OS2, samstilltur viðITU-T G.652meðmæli) er notað fyrir langa-fjarlægð, há-bandbreidd og fjarskipta-tengla, oft á 1310 nm eða 1550 nm. Multimode trefjar (OM3/OM4/OM5) eru algengari í stuttum gagnatengingum við 850 nm og er almennt ódýrara að slíta.
Fyrir FORJ leiðir valið venjulega af senditækjum og sjónrænu fjárhagsáætlun kerfisins. Að blanda trefjategundum yfir snúningsviðmótið er tíð orsök óútskýrðs taps, svo staðfestu alltaf trefjagerðina, rekstrarbylgjulengdina og tengigerðina á báðum hliðum áður en þú pantar.
Innsetningartap, skilatap og merkjastöðugleiki
Optísk frammistaða er þar sem flestir lágmark-kostnaður FORJs standa sig ekki. Tölurnar sem vert er að skoða:
- Innsetningartap- dæmigerð góð ein-ham FORJ: undir um 1,5 dB. Vertu varkár með hluta sem aðeins eru tilvitnaðir á "dæmigerðum" gildum án hámarks.
- Mismunun á innsetningartapi meðan á snúningi stendur- þetta er oft mikilvægara en fasta innsetningartapið. Leitaðu að breytileika undir 0,5 dB yfir heilan snúning, mæld á nafnhraða, ekki í kyrrstöðu.
- Tap á skilum- fyrir einn-stillingarkerfi er venjulega gert ráð fyrir 50 dB eða betri. Lítið tap á skilum getur valdið óstöðugleika leysisenda og spillt hlekknum.
- Bylgjulengdarfíkn- staðfestu frammistöðu á raunverulegri rekstrarbylgjulengd þinni, ekki bara við einni viðmiðunarbylgjulengd.
- Krosstal- viðeigandi fyrir fjöl-hönnun eingöngu.
Biðjið birgjann um prófunarskýrslu sem sýnir kraftmikið innsetningartap mælt á meðan samskeytin snýst. Hluti sem lítur út fyrir að vera viðunandi í kyrrstöðuprófi getur rekið nokkra dB þegar hann snýst undir álagi.
Snúningshraði, tog og vélrænt umslag
FORJ þarf að passa líkamlega og lifa af í vélinni. Staðfestu hlutfallslegan samfelldan hraða, hámarkshraða, byrjunartog, axial og radial burðargetu og endingartíma legu. Fyrirferðalítil ein-rás FORJ gæti verið metin fyrir nokkur þúsund snúninga á mínútu, en innsigluð fjöl-rásarhönnun fyrir sjávarnotkun mun venjulega takmarkast við nokkur hundruð snúninga á mínútu í skiptum fyrir umhverfisvernd.
IP einkunn, hitastig og umhverfi
Þéttingarkröfur ráðast af því hvar samsetningin starfar, ekki af því hvernig hún lítur út á CAD líkani. Radar stallar úti,ROV kerfi, úthafsvindur ogvindmyllaNacelles hafa hvert um sig mismunandi útsetningarsnið fyrir vatn, saltúða, ryk og þéttingu.
Fyrir verndareinkunnir, vísa til IEC 60529 staðalsins, sem liggur til grundvallarIP einkunnakerfinotað um allan iðnaðinn. Sem þumalputtaregla: IP54 er fínt fyrir hreint iðnaðarumhverfi innanhúss, IP65/IP66 fyrir útsetningu utandyra eða uppþvott og IP67/IP68 fyrir langvarandi dýfingu. Að biðja um IP68 í hreinu herbergi eykur aðeins kostnað; að biðja um IP54 á úthafsþilfari mun mistakast í fyrsta storminum.
Tengi, pigtails og festing
Lítil samþættingarupplýsingar eru ábyrgar fyrir óvæntum hluta tafa verkefna. Áður en þú pantar skaltu staðfesta:
- Tengitegund á hvorri hlið: FC/APC, FC/UPC, SC, ST, LC, SMA eða sérsniðin
- Pigtail lengd og kapaljakka sem þarf fyrir umhverfið þitt
- Útgangsstefna snúru - beint eða rétt-horn
- Beygja radíus mörk meðfram kapalrásinni
- Flansmynstur, snittari festing eða skaftpassing
- Hvort FORJ verður að vera samþætt við núverandi sleppahring eða innbyggt í nýja samsetningu
Fljótlegt FORJ val
Eftirfarandi tafla er stutta útgáfan sem við notum innbyrðis þegar við skoðum nýjar fyrirspurnir.
| Staðan þín | Mælt er með stefnu |
|---|---|
| Aðeins ljósgögn, ekkert afl yfir ásinn | Sjálfstæður FORJ |
| Optísk gögn + afl, mótorstýring eða Ethernet yfir sama ás | Hybrid rennihringur með innbyggðum FORJ |
| Löng-fjarlægðartenging, mikil bandbreidd, fjarskiptabylgjulengdir | Einstök-ham FORJ (OS2, 1310/1550 nm) |
| Stutt gagnatenging, lægri kostnaður, 850 nm senditæki | Multimode FORJ (OM3/OM4) |
| Margar ljósleiðir þarf | Fjöl-rása FORJ - eða metið WDM/multiplexing fyrst |
| Úti, sjó, undan ströndum, skolun | Lokað FORJ, venjulega IP66 eða hærra |
| Stöðugur-hraði snúningur (gimbals, radar) | Fyrirferðarlítil ein-rás FORJ með litlum innsetningartapi |
| Strangar takmarkanir á umslagi, þyngd eða jafnvægi | Sérsniðin blendingur samsetning |
FORJ Val
Notaðu þennan gátlista þegar þú útbýr beiðni um beiðni. Hver röð kortleggur kröfu við áþreifanlega spurningu til að spyrja birgirinn.
| Krafa | Hvað á að staðfesta | Hvers vegna það skiptir máli |
|---|---|---|
| Trefjagerð | Einstök-stilling eða fjölstilling, OS2 / OM3 / OM4 / OM5 | Ósamræmi trefjar veldur umfram tapi og bandbreiddarmörkum |
| Bylgjulengd | 850 / 1310 / 1550 nm eða þinn sérstakur senditæki | Afköst eru-háð bylgjulengd |
| Rásafjöldi | Fjöldi sjálfstæðra sjónrása sem þarf | Keyrir á flókið, stærð og kostnað |
| Innsetningartap | Hámarksgildi, ekki dæmigert | Skilgreinir kostnaðarhámark tengla |
| Afbrigði við innsetningartap | Prófað við snúning á nafnhraða | Stöðugt tap eitt og sér felur raunverulegan-afköst í heiminum |
| Tap á skilum | LágmarksdB, sérstaklega fyrir staka-stillingu | Lítið ávöxtunartap getur valdið óstöðugleika leysigjafa |
| Snúningshraði | Stöðugur og hámarks snúningur á mínútu | Drifur val á legu og innsigli |
| IP einkunn | Sérstakur IP-kóði, ekki „vatnsheldur“ | Innsiglunarstaðall er sannreynanleg, markaðsskilmálar ekki |
| Hitastig | Öfgar í rekstri og geymslu | Hefur áhrif á val á smurefni, innsigli og lím |
| Gerð tengis | FC/APC, FC/UPC, SC, LC, ST, SMA | Ákveður pörunarsamhæfi |
| Uppsetning | Flans, skaft, gegnum-hol eða sérsniðið | Ákveður hvort hluturinn passi yfirleitt |
| Aðrar rásir | Afl, stjórn, Ethernet, RF, pneumatic | Bendir á blendingssamsetningu |
Hvernig á að velja rétta FORJ
Þetta er ferlið sem forritunarverkfræðingar okkar nota þegar þeir skoða nýtt FORJ verkefni með viðskiptavini.
Kortleggðu allar sendingarkröfur
Skráðu hvert merki sem þarf að fara yfir snúningsásinn: sjónrásir, aflrásir, stjórnmerki, Ethernet, fieldbus, RF, pneumatic eða vökva línur. Ef eitthvað umfram hrein sjóngögn er á listanum, þá ertu að horfa á blendingssamsetningu, ekki sjálfstæðan FORJ.
Læstu sjónkerfinu
Tilgreindu trefjartegund, bylgjulengd, gerð tengis, fjölda sjónrása, hámarks innsetningartap, skilatap og leyfilegt innsetningartap. Ef þú ert ekki viss um hvort þú þurfir virkilega margar sjónrænar rásir skaltu spyrja hvort margföldun eða hærri-senditæki geti fellt kröfuna niður í eina eða tvær rásir. Þessi eina ákvörðun sparar oft mestan kostnað og flókið.
Staðfestu vélræna umslagið
Sendu grunnteikningu eða að minnsta kosti umslag: ytra þvermál, lengd, borastærð, uppsetningarviðmót, snúningsstefnu, snúningshraða og hvers kyns togtakmörk. FORJ með fullkominni ljósfræði er ónýtur ef hann passar ekki á skaftið.
Passaðu umhverfið við raunverulegan IP kóða
Tilgreinið nákvæmlega hvar samsetningin mun starfa: innandyra, utandyra, sjó, niðri í holu, lofttæmi, mikill raki, saltúði, ryk, efnafræðileg útsetning. Umbreyttu því í IP kóða og rekstrarhitasvið. Forðastu að nota óljós hugtök eins og "vatnsheldur" eða "harðgerður" - þau kosta aukalega og staðfesta ekkert.
Skilgreindu prófið og skjölin sem þú þarft
Fyrir mikilvæg kerfi (læknisfræðileg myndgreining, geimferð, varnarmál, undan ströndum) skaltu biðja um skjölin fyrirfram frekar en eftir afhendingu:
- Sjónprófunarskýrsla á rekstrarbylgjulengd
- Dýnamísk innsetningartapsgögn meðan á snúningi stendur
- Mæling á skilatapi
- Vélræn teikning og trefjapinnaút
- Efnisyfirlýsing og yfirborðsmeðferðir
- Ráðlagður uppsetningar- og viðhaldsaðferð
Að skilgreina þetta á tilboðsstigi kemur í veg fyrir flestar deilur sem annars koma fram við staðfestingarpróf.
Raunveruleg-forritasviðsmyndir í heiminum
Eftirlit og miðun gimbals
Dæmigert EO/IR gimbal þarf óþjappað myndband frá skynjurum sem festir eru á snúningshausinn aftur í grunninn. Kopar tengiliðir berjast við gagnahraða, EMI frá pönnu / halla mótorum skemmir merkið og tiltækt umslag er lítið. Blendingur FORJ sem sameinar eina sjónræna rás fyrir myndband, Gigabit Ethernet fyrir stjórn og 24 VDC mótorafl er staðallausnin.
Fjarstýrð farartæki (ROV)
Neðansjávarkerfi þurfa innsiglaðar samsetningar sem lifa af saltvatni, þrýstihringrásum og stöðugum snúningi á lágum-hraða á vindum eða samskeytum. Innsetningartap og IP-einkunn ráða forskriftinni, en hámarkssnúningshraðinn er sjaldan takmarkandi þátturinn.
Vindmyllur og ratsjárstólpar
Fyrir nacelle yaw kerfi og radar loftnet stalla keyrir samsetningin venjulega á lágum snúningi á mínútu en verður að starfa í mörg ár með lágmarks viðhaldi. Stöðugleiki við innsetningartap yfir þúsundir klukkustunda, lokuð legur og sannað IP66 hús eru mikilvægari en hámarks sjónafköst.
Læknisfræðileg myndgreiningarkerfi
CT og OCT kerfi sameina háan gagnahraða með afar ströngum áreiðanleikakröfum. FORJ hér er venjulega einn þáttur í þétt samþættri blendingur snúningssamstæðu, hæfur ásamt restinni af vélinni frekar en tilgreint í einangrun.
Algengar spurningar
Sp.: Fyrir hvað stendur FORJ?
A: FORJ stendur fyrir Fiber Optic Rotary Joint, tæki sem gerir ljósmerkjum kleift að fara á milli kyrrstæðra og snúningshliða vélarinnar án þess að snúa trefjaranum.
Sp.: Er ljósleiðarasnúningssamskeyti það sama og rennihringur?
A: Ekki nákvæmlega. FORJ gerir fyrir sjónmerki það sem rennihringur gerir fyrir rafmerki. Í flestum nútímakerfum er þetta tvennt sameinað í blendingur snúningssamstæðu.
Sp.: Getur ljósleiðara snúningssamskeyti sent afl?
A: Nei. FORJ sendir aðeins sjónmerki. Ef þú þarft líka afl, stýrimerki eða Ethernet á sama ás þarftu blendingshring sem samþættir FORJ við rafmagnsrennishring.
Sp.: Hvenær ætti ég að nota FORJ í staðinn fyrir rafmagnshring?
Svar: Alltaf þegar hlekkurinn verður að bera mikla-bandbreiddargögn, verður að vera ónæmur fyrir EMI eða þarf að ferðast um langan veg í gegnum ljósleiðara. Raftengiliðir geta flutt gögn, en á margra-gígabitahraða og í hávaðasömu umhverfi er sjónsending næstum alltaf áreiðanlegri.
Sp.: Hver er munurinn á stakri-stillingu og fjölstillingu FORJ?
A: Einfaldur-hamur FORJ passar við stakan-ham trefjar og er venjulega notaður fyrir há-bandbreidd eða langa-fjarlægðartengla við 1310 eða 1550 nm. Multimode FORJ passar við multimode trefjar (OM3/OM4) og er algengari í styttri 850 nm gagnatengingum.
Sp.: Hvaða innsetningartapi ætti ég að búast við af góðum FORJ?
A: Fyrir einn-rás einnar-hams FORJ eru innsetningartap undir u.þ.b. 1,5 dB og innsetningartapsbreytingar undir 0,5 dB við snúning eðlileg markmið. Fjöl-hönnun og sterk-umhverfishönnun mun venjulega hafa hærri gildi. Biðjið alltaf um hámarks, ekki dæmigerðar, tölur.
Sp.: Hvaða upplýsingar ætti ég að veita þegar ég bið um FORJ tilboð?
A: Gerð trefja, bylgjulengd, gerð tengis, fjöldi sjónrása, snúningshraða, festingarviðmót, IP einkunn, rekstrarhitastig og hvort afl- eða merkjarásir þurfi einnig að fara yfir sama ás. Því meira sem þetta er skilgreint fyrirfram, því nákvæmari er tilvitnunin.
Næstu skref
Ljósleiðari snúningstenging er sjaldan vörulistakaup. Í framleiðslukerfum er það einn þáttur blendings snúningssamsetningar sem þarf að halda jafnvægi á sjónrænni frammistöðu, vélrænni passa, umhverfisþéttingu og samþættingu við restina af vélinni.
Ef þú ert að skoða nýja hönnun eða vantar annað álit á núverandi FORJ forskrift skaltu undirbúa atriðin úr gátlistanum fyrir ofan - trefjagerð, bylgjulengd, rásafjölda, innsetningartapsmarkmið, snúningshraða, IP einkunn og allar viðbótarafl- eða merkjarásir - ogdeila þeim með umsóknarverkfræðingateymi okkar. Við munum bregðast við með áþreifanlegum tillögu, þar á meðal kraftmiklum prófunargögnum og vélrænni hugmynd, frekar en almennu gagnablaði.