光纖旋轉連線器

光纖旋轉連線器

光纖旋轉連線器( FORJ:Fiber Optic Rotary Joint)又稱光纖滑環,光纖旋轉接頭,光鉸鏈等,其作用是解決相對的旋轉部件間光信號的傳輸問題,即保證光信號的傳輸不因為旋轉而中斷。

基本介紹

  • 中文名:光纖旋轉連線器
  • 外文名:fiber optic rotary joint
簡介,分類,套用領域,國內外研製狀況,

簡介

與傳統的電連線器相比,光纖旋轉連線器有以下優點:

1、使用光進行信號傳輸,無電磁泄漏,保密性好,抗電磁干擾。
光纖旋轉連線器
2、無接觸傳輸,無磨損,壽命長,可達500萬轉。無摩擦,可在易燃易爆的環境中使用。

3、傳輸頻寬遠遠大於電連線器,與波分復用器配合使用,更可以成倍提高頻寬。
4、允許轉速高,最高可達上萬轉每分鐘。

分類

1、按工作原理可分為有源光纖連線器、無源光纖連線器。有源器件體積較大,抗干擾能力較差,傳輸信道少。
2、按照通道數可分為單通道、雙通道和多通道。多通道光纖旋轉連線器傳輸信號的容量大,可以實現雙向傳輸,不過它體積較大,結構相對複雜。
3、按照所使用的光纖的不同可分為單模光纖旋轉連線器和多模光纖旋轉連線器兩種。
4、其它分類,有採用空間紅外技術的光纖旋轉連線器以及採用波分復用技術的光纖旋轉連線器等。

套用領域

風力發電、雷達系統、艦艇系統、火控系統、車輛系統、光電經緯儀、直升機、飛機、無人機、衛星、飛船、潛艇、無人潛水器、石油平台、聲納探測設備、水聽器、醫療CT、工業機器人、高空氣球、包裝設備、周視平台、視頻監控系統、物料輸送系統、遠程機械遙控、工業感測器等高速視頻、數字、模擬信號的傳輸和控制。

國內外研製狀況

自上世紀70年代初開始,國外就逐步開展光纖旋轉連線頭的研究和開發,美國一些軍用部門,如國防武器系統研究實驗室、海軍武器中心、海軍研究實驗室和航空航天局路易斯研究中心等都對其進行了可行性研究和開發計畫。1989年美國海軍公布了艦船用光纖旋轉連線頭的軍用規範 MIL-R-24727 和兩篇分規範。在目前的國際市場上,有多家公司推出了多款旋轉連線器產品和專利。
國內對旋轉連線器的研究是從上世紀90年代初期開始的,1991 年機電部三十四研究所季伯言在光通信技術中發表的《光纖旋轉連線器》,是國內最早發表的有關旋轉連線器的文獻。1992年機電部二十三所寇秉成提到了幾種結構方案,可看成是對當時光纖旋轉連線器技術的整體概述。此後,有關研究單位對此技術進行了研究,但並沒有取得突破性進展。直到九十年代末期,國內的一些實驗室中相繼研製出單通道和多通道的光纖旋轉連線器。
2010年以後國內的光纖旋轉連線器技術有了較大發展,學術論文研究成爆發趨勢。部分企業單位和研究所開始推出系列產品,經過6年的實際使用,國產光纖旋轉連線器已經趨於成熟,與進口產品的差距已經很小。由於進口產品存在價格昂貴、生產周期長、售後服務困難等原因,國產光纖旋轉連線器發展迅速,不但在國內逐步增加市場份額,還迅速轉向國外市場,與國外老牌廠商形成競爭。
2016年,國內小型化光纖旋轉連線器獲得突破性進展,已有最小光纖旋轉連線器,其外徑可小於6.0mm,小於原先的6.8mm。請參考專利《基於光纖準直器調節結構的光纖旋轉連線器》。2017年,在該專利基礎上進一步拓展,七通道光纖旋轉連線器實際產品直徑可小於43mm,請參考《小型化多通道光纖旋轉連線器》。

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