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如何延续光缆的应用寿命?
来源:http://www.www.kristaholem.com  作者:泰山电缆  时间:2012-10-18 11:20

  在远程光缆通信体系中,光纤传输特征应是持久不乱的,特别是远程干线直埋光缆和海底光缆体系,对光缆的短寿命提出了更高的哀求。普通对海洋光缆的应用寿命,但愿有20年以上的安全应用期,而对海底光缆,则哀求其应用寿命进步到25年以上,其弊端距离时间平均哀求为10年。因此,重庆泰山电缆企业从而指出:如何延长光缆的使用寿命,怎样精确的应用光缆,都是人们关切的紧张技能课题,上面从光缆的机关方面谈谈若何耽误光缆的应用寿命。

  影响光缆中光纤寿命的三大概素

  光纤是光缆中最紧张的构成材料之一,要进步光缆的应用寿命,最根本的是要进步光纤的应用寿命。影响光纤应用寿命的原因重要有:①光纤外表的微裂纹的存在和扩大;②大气环境中的水和水蒸气份子对光纤外表的浸蚀;③不公道敷设光缆时残留上去的应力持久感化等。因为上述原因,使得以石英玻璃为根抵的光纤机器强度渐渐低落,衰耗垂垂增大,末了使光纤断裂,停止了光缆的应用寿命。

  因为在纤维外表上老是会存在着微裂纹,在大气环境中爆发慢裂纹发展,使裂纹时时地扩大,使光纤的机器强度渐渐进化。比方,一根125μm直径的石英光纤,颠末3年的慢变革今后,使光纤的抗拉强度从180kpsi(相当于1530g抗拉强度),降到了60kpsi(相当于510g抗拉强度)。光纤这类慢变革而引起机器强度低落的原理是:当光纤外表有微裂纹(或缺点)时,在受到外来应力的感化时,其实不会立即断裂,只需施加应力达到裂纹的临界值时,纤维才会断裂。而石英纤维担当到一个小于临界值的恒定应力时,外表裂纹会爆发缓慢的扩大,使裂纹的深度达到断裂的临界值,这便是纤维机器强度进化的进程。石英光纤机器强度的进化是因为担当到的应力与大气环境中的水和水蒸气份子浸蚀的连系感化构成的。

  延长光纤应用寿命的法子

  当纤维在真空环境中,因为没有水份子存在,所以不会爆发应力浸蚀,其倦怠参数n为最大值,光纤也具备最高的强度,这时候的强度便是纤维的惰性强度,称之为Si。

  光纤在应用环境中所具备的应用寿命ts与它所担当的应力σ和纤维的惰性强度Si之间有以下关系:

  lgts=-nlgσ+lgB+(n-2)lgSi

  上式中背面两项皆为常数,所以当担当到的应力σ恒按时,纤维的应用寿命ts只与纤维的倦怠参数n值有关。n值愈大,光纤的寿命ts也愈长。因此,依据上述关系泰山电缆集团提出延长光纤的应用寿命有两种法子:

  第一,当倦怠参数n必定时,纤维的寿命ts只与所担当到的应力σ有关,因此,减小纤维担当到的应力是进步光纤应用寿命的一种法子。当人们制作光纤时,在光纤外表上组成一种收缩应力以对峙所担当到的张应力,使张应力减到尽量小的程度,由此就发生了压应力包层技能来制作光纤。

  若设光纤担当到的应力为σa,寿命为t1,当光纤具备压应力σR包层时,光纤的寿命为t2:

  t2=t1[(σa-σR)/σa]-n

  此中,(σa-σR)为光纤真正担当到的净应力。由此标明:具备压应力包层的光纤比普通光纤的寿命长很多。比年来就有人用掺GeO2石英做光纤外表的收缩层,也有人用掺TiO2石英做光纤的外包层使光纤本身的抗拉强度从50kpsi进步到130kpsi(相当抗拉强度从430g进步到1100g),也使光纤的动态倦怠参数从n=20~25进步到n=130。

  第二,进步光纤的动态倦怠参数n来进步光纤的应用寿命。因此,人们在制作光纤时,设法把石英纤维本身与大气环境隔绝开来,使之不受大气环境的影响,尽量地把n值由环境材料参数变化为光纤材料本身的参数,就可以使n值变得很大,由此发生了在光纤外表的“密封被覆技能”。

  近十年来,应用“密封被覆技能”来制作光纤得到了宏大搁浅。被覆材料由金属类扩大到金属氧化物、有机碳化物、有机氮化物、碳化物、氮氧化物和CVD聚积无定型碳。被覆层机关由单一的金属被覆层展开到密封被覆层与有机被覆层相分手的复合被覆层机关,使光纤更具备实际利用的代价,纤维的光学机能、机器机能和抗倦怠机能都有进步。比方:

 、俳鹗舯桓补庀耍郝帘桓补庀丝傻51Gpa(150kpsi)的应力,淹没在水中实行,在350℃温度下应用,寿命在10年以上。

 、诮鹗粞趸锖捅鸬挠谢锉桓驳墓庀耍河肅4H10与SiH4在纤维外表聚积成Si0.21O0.22C0.77的密封被覆层,并涂上有机层,纤维的n值可达到256。

 、塾玫鹱雒芊獗桓膊愕墓庀耍嚎傻5200kpsi的拉力,n值可进步到100以上。又如用TIC密封被覆的光纤具备400~500kpsi的强度,可耐100℃的水。

 、芪薅ㄐ翁济芊獗桓补庀耍涸谟谢桓膊牧现,无定形碳被覆层不但对光纤的光学机能和机器强度很少有毁伤感化,并且表现出精良的抗水机能及抗氢机能。此项技能曾走向产业化消耗。这类纤维的典范抗拉强度已达到500~600kpsi,静态n值为350~1000。在室温下25年后,碳密封被覆光纤中渗透的氢只需普通光纤的1/10000;在光缆中,此类纤维可容许的氢压力比普通光纤高100倍。用此光纤可得当地低落成缆前提或在更低温度前提下应用。

  应用纤维外表发展“压应力包层”和“密封被覆技能”后,光纤的寿命可用下式推出:

  t2/t1=19.36×10IRσa7

  式中,σa是施加的应力或应用应力。由此可算出σa与t2/t1的关系。这种光纤的应用寿命可达40年,可望用于海底光缆和军用通信。

  还有一些钻研还标明,制作光纤时宁可用锗(GeO2)和氟(F)作搀杂剂,也不消磷(P2O5)作搀杂剂,因磷的“亲水(H2O)”性好,使光纤易受潮湿,引起纤芯外部P-OH键吸取衰耗增大,使光纤缓慢变革。所以长应用寿命的光纤根绝用磷作搀杂材料。

  在制作光缆工艺中把稳防潮防水,削减残余的应力

  起首是缆芯机关计划,必定要用松机关,防止留下残余的应力,绞合光缆时要抉择公道的光纤余长,也能减小张应力的感化;在缆芯内添补煤油凝胶,目的是为了防潮、防水、防含氢化合物(净化液体)的浸蚀;应用涂塑钢带、铝带也是为了防潮,增长光缆的抗侧压、抗张力的才气;有些工场在缆芯内每隔一米就加一个热熔胶的阻水层,防止缆芯纵向水的渗透;选用线紧缩系数小的材料作缆芯的强度元件,目的也是;す庀,罢黜外张力的影响。末了还要指出的一点,便是制作光缆的每一种原材料,本身必须有30年以上的寿命,必须有高不乱性的物感性能和化学机能。只需严厉节制上述各道制作工艺的品质,才气够耽误光缆的应用寿命。

  固然要延长光缆的应用寿命另有一个紧张因素便是光缆的敷设方法和施工进程,这方面的形式较多也较复杂,应单独作为专题进行论述.


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