GB／T 15972.20-2021标准规范下载简介

GB／T 15972.20-2021 光纤试验方法规范 第20部分：尺寸参数的测量方法和试验程序 光纤几何参数.pdf简介：

GB/T 15972.20-2021 是中国国家标准，标题为“光纤试验方法规范 第20部分：尺寸参数的测量方法和试验程序”，主要针对光纤的尺寸参数测量和试验程序进行详细规定。光纤几何参数是衡量光纤光传输性能的重要参数，包括但不限于：

1. 直径（Diameter）：光纤的横截面直径，它直接影响光纤的传输能力，直径过大会增加光的损耗。

2. 芯径直径（Core Diameter）：光纤内光信号传输的区域直径，对于多模光纤，这是决定模式数量和传输距离的关键参数。

3. 护套直径（Cladding Diameter）：光纤外层的直径，它决定了光信号是否能被限制在芯线内传输。

4. 芯线不圆度（Core Ellipticity）：光纤横截面的形状偏差，过大不圆度可能导致光线散射，影响传输效果。

5. 光纤长度（Length）：光纤的全长，对制造和安装的精确度有要求。

这些参数的测量方法通常通过光学仪器如光时域反射仪（OTDR）、偏振保持器、显微镜等进行，试验程序则包括了光纤的制备、测量、数据分析和结果确认等步骤。GB/T 15972.20-2021为这些测量和试验提供了详细的指导。

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使用电脑获取数据，执行分析并生成相应的数据报告

试样端面应清洁、光滑并垂直于光纤轴。测量包层时，端面倾斜角应小于1°。端面损伤应尽量避 免，使对测量精度的影响最小。操作过程应注意避免光纤过小的弯曲。 除非另有说明，否则所有A类多模光纤的样品长度应为2m士0.2m，但对于Ala.1b，Ala.2b，Ala. 3b（弯曲不敏感）子类多模光纤有争议时参考样品长度应为100m士2m。常规测量允许使用更方便，更 短的长度。当指定2m以外的长度作为参考样品长度时，应建立2m的测量值与参考长度测量值的映 射关系，详细可参见附录F。 注：纤芯几何尺寸的中心波长以最新版A类光纤产品标准为准。 B类和C类单模光纤没有长度限制。通常可以使用2m土0.2m的样品长度

GB/T15972.20=2021

可以使用可溯源的标准物质来校准设备

DLT1498.3-2016 变电设备在线监测装置技术规范 第3部分：电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置B.4.2.1视频灰度法

在输入端调整样品位置以获得规定的注入条件。通过自动方式或手动控制监测器的方式聚焦并定 立输出端的近场图像在摄像机的中心。调整纤芯和包层光源以实现最佳的信噪比，同时避免像素饱和。 将图像中的数字化视频数据作为像素强度I的阵列记录。X和Y轴的间隔参数x和分别等同 于倍率校准参数S.和S

B.4.2.2机械扫描法

B.4.2.2.1一维扫描

在输入端调整样品位置以获得规定的注人条件。调整输出端使得能扫描放大的图像，这可能包括 将输出端的图像聚焦在扫描孔径的平面上并使图像居中，使得纤芯的中心处于预期位置。调整光源以 实现最佳的信噪比。通常，机械扫描仅用于确定A1类光纤纤芯几何尺寸，如图B.3所示。在这种情况 下，仅使用光源照射纤芯，包层不被照亮。 扫描近场图像，并记录强度I及其相关位置工

B.4.2.2.2多角度的一维扫描组合

图B.3A1类光纤纤芯典型的一维近场扫描图

按照B.4.2.2.1中描述的括 多模光纤 扫描或包括包层的扫描.每次扫描者

B.4.2.2.3栅格扫措

按照B.4.2.2.1中所述的扫描方式，在垂直于B.4.2.2.1中扫描的轴线上，以y记录的栅格位置进 苗。覆盖的栅格距离应与覆盖的扫描距离相同，如图B.4

度数据解析到几何参数见附录C、附录D以及参

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图B.4A1类光纤典型的栅格近场扫描图

除了第10章中结果报告应包括的内容外，根据规范要求在报告中也应包括探测器类型和孔径大 对机械扫描法）。

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附录C （规范性附录） 边缘检测和边表结构

由折射近场法或传输近场法的数据确定纤芯和包层的边界轮廓（边缘检测），并进一步得出光纤几 可尺寸，包括一些简单的参数，如直径和圆心，或者对边界轮廊进行椭圆拟合，拟合方法见附录D。A 类、B类、C类光纤具有两种对象一一纤芯和包层，本附录中描述的边缘检测技术假设这两个对象近似 为圆形且同心的。 对于所有型号的光纤，纤芯的边缘可由决策水平边缘检测技术计算（详见C.2）。纤芯边缘极限值 只适用于所有的A类多模光纤，但不适用于B类、C类单模光纤（对于B类、C类光纤的推荐值在下面 给出）。包层的边缘可同样由决策水平边缘检测技术求得，但可由其他技术代替（这些技术经常使用各 钟各样的空间滤波器并且可以应用一维或者二维，本部分没有对这些技术进行描述）。对于附录B 中提到的视频灰度技术，确定包层边缘的任一种边缘检测技术都应与包层直径的校准方法一致。

C.2决策水平边缘检测技术

决策水平边缘检测技术通过找到跨越触发强度水平T的数据集中的点来定位边缘。其中T由基 线强度IBase、峰值强度IMax、决定性因子K决定。将边缘定义为跨越T的两个点和αR的插值。则T 由公式（C.1）和公式（C.2）表示：

基线强度水平，最上面的线为参考峰值水平，中间的线为决策水平（设定K为0.5或50%）。包层为穿 过轴左右两侧的阈值，光纤的包层直径为左右两个阈值之间的间距D，见公式（C.3）、公式（C.4)和公 式（C.5）

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.2.2A类多模光纤纤芯的参考水平和K因子

图C.1典型的包层一维近场强度图

在C.2.1所示的样例中，给出了参考水平。参考水平的估计对有效确定纤芯和包层的边缘是非常 重要的，因为决策水平是由参考水平决定的。包层的边缘具有极其陡峭的边缘过渡，因此在决策水平中 一点小小的不同将会给检测边缘的测定带来巨大的影响，见图C.2。多模纤芯直径通常用决策因子定 ，这些决策因子确定了纤芯边缘中过渡较弱的地方。因为这些边缘过渡并不是特别的明显，参考水平 的微小变化将会影响对边缘的定位，并最后影响纤芯直径的计算

注：右图Y值进行了10倍放大！

2典型渐变折射率纤芯

渐变折射率光纤纤芯的上参考水平可作为中心区域的最高强度基准，或者作为一个在峰值附近合 里的平均数据。阶跃折射率多模光纤纤芯直径的上参考水平需要用基线模式来确认，这是因为纤芯内 约信号可能不是完全平整的。对于这类光纤需要建立一个合理的上参考水平。 一般情况下，应找到一个具有重复性的和较为合理的基线参考水平。对于一些传输近场系统，当其 更用调制纤芯光源和解调信号时，基线参考水平认作为零。对于其他的系统，其基线参考水平不为零并

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需要通过数据组计算得到 对于A1和A4类光纤的纤芯直径的测量，其默认参考K因子为0.025（2.5%），对于A2和A3光 纤其参考K因子为0.5（50%）。 注：纤芯几何尺寸的K因子以最新版A类光纤标准为准。 对于常规的测试，也可以使用其他的K值（其他纤芯的处理方法），非默认参考K值可参见附录F 中介绍的方法映射到参考K值（以及处理方法）

C.2.3B类和C类单模光纤

单模光纤的纤芯边表仅是用于确定纤芯的中心进而计算同心度误差，因此边缘检测技术在这种情 况下不重要，用纤芯区域的最大像素作为上参考水平也变的合理。采用C.2.2的方法确定基线参考水 平，基线水平中的误差一般不太重要。通常，设定K因子值为0.25（25%）

C.2.4一维数据的直接几何尺寸计算

对于单次扫描的一维数据组，一且边缘检测完成，由左侧及右侧的扫描检测到的边缘之间的差值计 算得到纤芯或包层直径。 如果纤芯及包层图形都被检测得到，就可以得到同心度的一个估计值。包层及纤芯的中心为左侧 及右侧边缘的平均值。同心度评估为两个中心点的距离。 如果多于一个角度进行扫描，可将上述的每一个角度进行几何尺寸计算。如果三个或更多的角度 扫描可用，应将他们的边缘数据收集成一个C.3描述的边表，此表同样适用于附录D中所介绍的椭圆 拟合。

C.3将原始数据集合成一个边表

边表被定义为X，Y数据对的列表，其中每一个数据对构成了纤芯或包层图像的边缘。边表不仅内 容包括检测到的边缘数据（使用上面描述的决策水平边缘检测技术，或者用于包层的合适的过滤器检 测），并且描述了一个360°近似圆的闭合曲线。边表的数据从附录A和附录B描述的折射或者传输近 场数据中的二维原始光强数据中提取。边表可通过整合不同角度下的栅格数据组或者多次单次扫描 得到。

C.3.2栅格数据得到边表

图C.3为视频灰度法典型的包层栅格数据扫描图，图形显示为亮背景下的黑暗光纤包层，纤芯部 有光通过。为了构建该图的包层边表，应使用C.2中涉及的边缘检测技术对图像进行逐个像素的 而图像由检测到的边缘点坐标（X，Y）构成

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图C.3包层的栅格扫描图

每行每列都对应着两个可检测的边缘（如果纤芯有光输入，那么每行每列的各自将对应着四个可检 测的边缘）。光纤区域外的每行不包含任何边缘（此情况同样适用于每列）。图中，最下面的线位于包层 直径附近的一行，最上面的线突出显示为扫描过程中与包层相切的一行。扫描过程中，穿过包层中心时 得到的边缘最为明显，而切线扫描得到的边缘最弱，并且难以检测。因此最合理检测边缘的方法是尽可 能的靠近中心点附近的行和列。 一种方法对图像进行边缘检测是仅检测中心附近的行对应的边缘，然后转换成其余边缘的列的边 象检测。通常，最为权宜的方法是转换图像45°和135°。图中中间的线为行检测转换成列检测。 另一种方法是对一个粗略的纤芯或包层中心仅进行边界检测扫描。为了使用整个图像，可以采用 二维插值来构建以足够小的角度合成的一维扫描，以此获得视频分辨率：使用的角度增量产生的弧长度 等于纤芯或包层半径间的像素距离。然后，将每个系统扫描检测到的边缘转换到零角度坐标系上，并将 其添加到边表。 检测完成时，每一个分析的纤芯或包层都将得到一个有关边界坐标X，Y的n.长度表

C.3.3多角度一维扫描得到边表

从多角度扫描得到边表，并接照C.2所述处理每个扫描。将每一个检测到的边缘位置都以光纤旋 转点为中心参照。对每一个检测到的纤芯或包层都具有与Rk、k对组成的n。长度相关联的列表。数 据R为纤芯或包层左侧与右侧扫描的检测边缘。数据R有正负之分，左侧边缘将为负（在旋转中心的 左侧）。将Rkk对转换成笛卡尔坐标XY边表，如公式（C.6）和公式（C.7)所示

X=R.cosp Y.=Rsino

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本附录介绍边表的圆拟合方法。纤芯和包层的边表都适用于椭圆拟合，其参数都将用于光纤的 几何尺寸计算

GB 50814-2013 电子工程环境保护设计规范随圆拟合的一般数学表达

椭圆的一般表达式用公式（D.1)表示：

扩展和代替公式如公式（D.2)表示

r ) yo) ( D.1

ar²+2by+cy+2dr+2fy+g=0 ..·(D.2) 其中部分参数如公式（D.3）、公式(D.4)、公式(D.5）、公式（D.6)和公式（D.7)表示

DB5115／T 9-2019 农村产权流转交易服务规范 森林资源资产收储处置椭圆的旋转用公式（D.8)表示：

椭圆长短径向尺寸用公式（D.9)和公式（D.10)计