Procedimiento de evaluación de fibras ópticas durante su fabricación.

Un procedimiento de evaluación de una fibra óptica (103) durante su fabricación,

comprendiendo dichoprocedimiento:

- el sometimiento (410) de una longitud inicial predeterminada de la fibra óptica a un primer esfuerzopredeterminado a la tracción mientras la fibra óptica está siendo estirada a partir de una preforma (101) dela fibra; y

- la detección (415) de una pluralidad de rupturas de la fibra que se producen en dicha longitud inicial de lafibra óptica:

caracterizado porque:

- dicha longitud inicial predeterminada de la fibra óptica es sustancialmente inferior a una longitud total de lafibra óptica; y

- dicho primer esfuerzo de tracción es inferior al esfuerzo de tracción utilizado en una prueba de resistenciaa la tracción fuera de línea para verificar la calidad de la fibra óptica producida,

y porque el procedimiento comprende:

- si el número detectado de rupturas de la fibra excede de un primer umbral predeterminado, la detencióndel proceso (430) de estirado de la fibra;

en otro caso, la retirada de la fibra óptica del primer esfuerzo de tracción y la continuación del proceso deestirado hasta su culminación (420, 425).

Procedimiento de evaluación de fibras ópticas durante su fabricación Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere, en general, al campo de las fibras ópticas y a su fabricación. En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para la evaluación de fibras ópticas durante su producción, en particular, durante el estirado de las fibras a partir de una preforma.

Descripción de la técnica relacionada Las fibras ópticas, en particular las destinadas a aplicaciones de telecomunicaciones, necesitan mostrar unas propiedades ópticas satisfactorias. Estas propiedades incluyen, por ejemplo, una propagación de baja atenuación y de bajo impulso.

Otra importante propiedad que las fibras ópticas deben mostrar es una resistencia a la tracción suficientemente alta. La resistencia a la tracción es una propiedad mecánica que necesita una fibra óptica para poseer (al menos hasta un punto determinado) con el fin de asegurar que no se produzcan durante su instalación daños y rupturas de la fibra óptica.

Con el fin de proteger la superficie de las fibras ópticas respecto de daños mecánicos y químicos, las fibras ópticas son por lo general revestidas durante el proceso de estirado a partir de una preforma de las fibras, mediante la aplicación a ellas de un revestimiento sintético.

Sin embargo, incluso las fibras revestidas con frecuencia muestran una resistencia a la tracción baja, por ejemplo debido a que partículas existentes en el horno utilizado para calentar la preforma, u otras partículas extrañas, dañan la superficie de la fibra mientras que la fibra está todavía en la cámara del horno (por ejemplo, las impurezas existentes en la cámara del horno pueden provocar defectos en la superficie de la fibra los cuales reducen la resistencia de la fibra) , o debido a variaciones importantes en las condiciones de trabajo del proceso de estirado (por ejemplo, modificaciones de las condiciones de enfriamiento o problemas que se producen en la etapa de aplicación del revestimiento de la fibra) . Así mismo, otras impurezas que ya están presentes en la preforma a partir de la cual la fibra fue estirada, pueden ser la causa de defectos de la fibra que empeoren las características de resistencia a la tracción de la fibra. La resistencia a la tracción de la fibra depende, de hecho, de la frecuencia y del tamaño de estos defectos, los cuales en general están estadísticamente distribuidos sobre la entera longitud de la fibra.

Por tanto, la resistencia a la tracción de una fibra óptica necesita ser evaluada para asegurar que un valor de resistencia a la tracción suficientemente alto se garantiza durante la instalación del cable óptico que comprende la fibra óptica.

En el pasado, la comprobación de la resistencia a la tracción de la fibra se llevó a cabo directamente en línea, típicamente corriente abajo de la etapa de estirado de la fibra óptica (en particular justo antes del devanado de la fibra óptica estirada sobre la bobina de recogida) . La totalidad de la longitud de la fibra estirada fue sometida a una prueba en línea mediante la aplicación (utilizando un aparato apropiado) a la fibra que estaba siendo estirada una fuerza de tracción adaptada para inducir una deformación que remede las condiciones de esfuerzo a las que la fibra estuviera sometida cuando se situará dentro de un cable óptico, en particular durante su instalación. El valor de deformación en general se especifica en hojas de características de las fibras ópticas y, por ejemplo, es igual a un 1%, aunque la deformación específica de la fibra a la que una fibra óptica es sometida sobre el terreno puede depender de la aplicación específica; por ejemplo, para la instalación de cables ópticos submarinos, la deformación puede alcanzar hasta un 2%. Este cribado en línea fue llevado a cabo sobre la totalidad de la longitud de la fibra estirada debido a que se desarrolló, así mismo, la verificación de la calidad la cual siempre se lleva a cabo sobre el producto acabado (esto es, no se previó ninguna valoración adicional sobre el producto final, fuera de línea respecto del proceso de fabricación) . El cribado en línea se divulga, por ejemplo, en la Patente estadounidense No. 4, 148, 218, en la Patente estadounidense No. 6, 892, 589 y en la Patente estadounidense No. 4, 601, 208.

La presencia de defectos provoca rupturas de la fibra que está siendo estirada, los cuales son detectados con facilidad. Sin embargo, muchas rupturas afectan de manera negativa a la tasa de estirado de la fibra, y provocan que el proceso de estirado sea bastante discontinuo. Otro problema estriba en que se ha encontrado que la fibra, inmediatamente después del estirado, es hasta cierto punto más resistente que después de que ha transcurrido un cierto tiempo. Por tanto, el cribado en línea de la fibra inmediatamente después del estirado (induciendo una deformación de un 1%) no elimina en realidad todos los defectos.

Más recientemente, en plantas de fabricación de fibras ópticas, las fibras son sometidas a una denominada “prueba del cribado fuera de línea” o de “cribado fuera de línea”. La fibra estirada es desenrollada del carrete de recogida de después del estirado, conducida sobre unos rodillos, y cargada con una fuerza de tracción predeterminada sobre su entera longitud (apropiada para inducir la deformación de la fibra especifica en la hoja de datos de la fibra, por

ejemplo 700 MPa para una deformación de un 1%) ; la fuerza aplicada provoca que la fibra se rompa en consonancia con los defectos, y la mayoría de ellas pueden, por tanto, ser eliminadas. Los valores típicos de la fuerza aplicada son tales como para provocar una deformación de un 1% sobre la fibra. Gracias al elevado grado de pureza garantizado por las modernas plantas de fabricación de fibras, las distancias medias típicas entre dos defectos consecutivos de la fibra son superiores a varias decenas de kilómetros. La prueba de cribado fuera de línea se divulga, por ejemplo, en la Patente estadounidense No. 5, 076, 104.

Sin embargo, la etapa de cribado de la fibra fuera de línea presenta el inconveniente principal de que la pobre calidad posible de la preforma de partida (por ejemplo, debido a la presencia de partículas extrañas dentro de la preforma o sobre la superficie externa de la preforma o debido a variaciones producidas en las condiciones de trabajo durante la formación de la preforma provocadas por la etapa de estirado compleja y delicada de la fibra óptica debido, por ejemplo, a los diámetros muy reducidos, a tasas de velocidad muy altas, a torres verticales muy elevadas) , a partir de la cual la fibra óptica ha sido estirada, puede ser detectada solo cuando se ha llevado a cabo la etapa de prueba de resistencia a la tracción sobre la fibra óptica fabricada que se ha obtenido a partir de esa preforma. La pobre calidad de la preforma de partida se traduce en un elevado número de rupturas consecutivas las cuales se producen en la fibra óptica estirada durante su etapa de comprobación de la resistencia a la tracción. Dado que no es aceptable un descenso significativo de las longitudes medias entre dos rupturas consecutivas (algunas veces incluso inferiores a la envergadura comercial mínima de una fibra óptica, en general del orden de aproximadamente 5 km) , la fibra óptica fabricada tiene que ser descartada. Esto claramente representa un coste muy elevado para el fabricante el cual ha malgastado materias primas costosas (especialmente con respecto al revestimiento de la fibra óptica) así como tiempo sin obtener resultado alguno.

Así mismo, en el caso de que la pobre calidad de la preforma se deba a un problema del proceso de fabricación, dado que la etapa de prueba se lleva a cabo fuera de línea (esto es, cuando la fibra óptica ya ha sido fabricada) y, por tanto, algún tiempo después de que la fibra óptica ha sido obtenida, los resultados negativos de la prueba de tracción pueden ser posiblemente confirmados cuando más de una preforma ha sido ya producida y estirada, de forma que una gran cantidad de fibra óptica tiene que ser descartada.

Con el fin de poner a prueba las preformas a partir de las cuales deben ser estiradas las fibras ópticas, las preformas podrían ser ópticamente examinadas. Ejemplos de estos procedimientos se divulgan en el artículo de H.M. Presby et al., “Diagnóstico de las Preformas de Fibras Ópticas” [“Optical Fiber Preform Diagnostics”] publicado en “Applied Optics”, Vol. 18, No. 1, 1 de enero de 1999, pp. 23 -30. Un procedimiento de ensayo no destructivo de especímenes ópticos se ha ya divulgado en la Patente estadounidense No. 4, 501, 492.

Sin embargo, estos... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de evaluación de una fibra óptica (103) durante su fabricación, comprendiendo dicho procedimiento: -el sometimiento (410) de una longitud inicial predeterminada de la fibra óptica a un primer esfuerzo predeterminado a la tracción mientras la fibra óptica está siendo estirada a partir de una preforma (101) de la fibra; y -la detección (415) de una pluralidad de rupturas de la fibra que se producen en dicha longitud inicial de la

fibra óptica: caracterizado porque: -dicha longitud inicial predeterminada de la fibra óptica es sustancialmente inferior a una longitud total de la

fibra óptica; y

- dicho primer esfuerzo de tracción es inferior al esfuerzo de tracción utilizado en una prueba de resistencia a la tracción fuera de línea para verificar la calidad de la fibra óptica producida, y porque el procedimiento comprende: -si el número detectado de rupturas de la fibra excede de un primer umbral predeterminado, la detención

del proceso (430) de estirado de la fibra; en otro caso, la retirada de la fibra óptica del primer esfuerzo de tracción y la continuación del proceso de estirado hasta su culminación (420, 425) .

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende así mismo: -la exposición de la fibra óptica estirada a una prueba (450) de resistencia a la tracción fuera de línea mediante el sometimiento de la fibra óptica estirada completa a un segundo esfuerzo de tracción predeterminado, en el que dicho primer esfuerzo de tracción es inferior a dicho segundo esfuerzo de tracción.

3. El procedimiento de las reivindicaciones 1 o 2, que comprende así mismo, después de dicha detención del

proceso de estirado: -la limpieza de la torre (430) de estirado de la fibra; -el reinicio del proceso (435) de estirado de la fibra; -la sujeción de otra longitud predeterminada de la fibra óptica mientras está siendo estirada con el primer

esfuerzo (440) de tracción predeterminado; -si el número detectado de rupturas de la fibra excede de un segundo umbral (445) predeterminado, la detención otra vez del proceso (455) de estirado de la fibra.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, que comprende así mismo, después de dicha detención de nuevo del proceso de estirado de la fibra, el rechazo de la preforma de la fibra.

5. El procedimiento de las reivindicaciones 2 ó 3 ó 4 en cuanto dependan de la reivindicación 2, en el que dicho primer esfuerzo de tracción es inferior o igual a un 60% de dicho segundo esfuerzo de tracción, de modo más preferente dicho primer esfuerzo de tracción oscila entre un 20% y un 50% de dicho segundo esfuerzo de tracción.

6. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho primer esfuerzo de tracción se selecciona entre el intervalo de aproximadamente 200 g y aproximadamente 1000 g, de modo más preferente de aproximadamente 300 g y aproximadamente 600 g.

7. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha longitud inicial predeterminada es de al menos aproximadamente 10 km.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que dicho primer umbral predeterminado es igual a 2 o 3.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en cuanto dependa de la reivindicación 3, en el que dicho segundo umbral predeterminado es igual a 0.