Förlänga livslängden för fiberoptiska kablar
Hur man säkerställer livslängden på fiberoptisk kabel mer än 20 år
I de långväga optiska kommunikationssystemen bör fiberoptiska överföringsegenskaper vara långsiktigt stabilitet, särskilt långa avstånd begravda fiberoptiska kablar och ubåggssystem, lång livslängd ställer högre krav på fiberoptisk kabel. I allmänhet landkabelns livslängd och hoppas ha mer än 20 års säker användning, medan ubåtkabeln krävs för att förbättra sin livslängd till 25 år och dess genomsnittliga tid mellan fel på 10 år krävs. Därför är hur man förlänger kabelns livslängd, hur man använder fiberoptisk kabel korrekt, en viktig teknisk fråga som människor bryr sig om, från aspekterna av kabelns struktur under samtalet om hur man kan förlänga livslängden för kabel.
Det finns tre faktorer som påverkar livslängden för optisk fiberkabel
Optisk fiber är en av de viktigaste sammansättningarna av materialet i den fiberoptiska kabeln, för att förbättra kabelns livslängd, är det mest grundläggande att förbättra livslängden för optisk fiber.
De viktigaste faktorerna för att påverka livslängden för optisk fiber är:
1. Mikrokrackor av fiberytor existens och expansion;
2. Atmosfär av vattenångmolekyler på fiberns yta och etsning;
3. Oskälig kabel som lägger stress från långtidseffekter etc.
Av dessa skäl minskade mekanisk hållfasthet av kvartsglasbaserad optisk fiber, dämpningen ökade gradvis, slutligen till en fiberbrott, kabelns slut. På grund av fiberytan kommer det alltid att finnas mikrosprickor, som inträffar i atmosfärens långsamma tillväxt, sprickan fortsätter att expandera, gradvis degrering av fiberns mekaniska styrka. Till exempel sjönk en kvartsfiber med en diameter på 125 μm, efter tre års långsam förändring i framtiden, fiberns draghållfasthet från 180 kpsi (motsvarande 1530 g draghållfasthet), 60 kpsi (motsvarande 510g draghållfasthet). Sådana långsamma förändringar orsakade av den mekaniska fiberminskningsreduktionsprincipen är: När fiberytans mikrosprickor (eller defekter), under den yttre påkänningen, bryter inte brottet omedelbart, bara när spänningen når det kritiska värdet på spricka, kommer fibern att ha sönder. kiseldioxidfibrerna utsatt för en konstant spänning mindre än det kritiska värdet, ytsprickorna kommer långsamt att expanderas, djupet hos sprickbrottets kritiska värde, vilket är processen för nedbrytning av fiberns mekaniska styrka. Mekanisk hållfasthetsnedbrytning av kvarts optisk fiber beror på spänningen i vatten och atmosfärisk miljö under fogverkan av erosion och vattenånga molekyler.
Metoden för att förlänga livslängden för den optiska fibern
När fibern i en vakuummiljö, eftersom det inte finns några vattenmolekyler, så att spänningen inte uppstår erosion, är utmattningsparametrarna för N det maximala värdet, har fiberen också den högsta styrkan, när styrkan är styrkan hos inerta fibrer, kallad Si. Fibrer i användningsmiljön och har en livslängd på ts och spänningen σ inerta fibrer har följande samband mellan intensiteten av Si: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgSi de två senare är ovanstående formelkonstant när de utsätts för konstant spänning σ värderar fiberns livslängd och fiberutmattning endast parametern N. Ju större värde på N, den optiska fibern är den längre livslängden för ts.
Därför förbättrar livslängden för den optiska fibern på två sätt:
Först, när utmattningsparametern n är fixerad, utsätts livslängden för den optiska fibern endast för ts-spänning σ, och därför minska spänningen som utövas på den optiska fibern är att förbättra livslängden för en metod för optisk fiber. När människor gör optisk fiber på fiberytan för att bilda en kompressionsspänning för att bekämpa dragspänningen, minska dragspänningen på en nivå som är så liten som möjligt och därigenom genererar en tryckspänning på beklädnadsskiktsteknologin för att tillverka optiska fibrer.
Om den är inställd på att motstå spänningsfiber σa, livslängd t1, när fiberkledningen har en tryckspänning σR, kommer fiberns livslängd t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n
Varav (σa-σR) för fibern att motstå verklig nettospänning. Det föreslås att: en kompressiv spänningskåpa optisk fiber än livslängden längre. Under de senaste åren gör vissa människor kvarts GeO2-dopad fiberytkomprimeringsskikt, det gjordes med en kvarts optisk fiber dopad TiO2 beklädnadshållfasthet hos själva fibern från 50 kpsi ökade till 130 kpsi (betydande draghållfasthet ökade från 430 g till 1100 g), också statisk optisk fibertrötthet från n = 20 ～ 25 höjt till n = 130.
Den andra, för att förbättra den statiska utmattningsparametern n optiska fibrer för att förbättra fiberns livslängd. Därför försöker människor vid tillverkning av optiska fibrer, kvartsfibrer själva skära av atmosfären, så att från atmosfärens miljö kan det möjliga värdet av n-materialparametrar från miljön till parametrarna för fibermaterialet själva göra värdet av n blir stor, vilket resulterar i ytan på fibern i "tätningsbeläggningstekniken".
Under det senaste decenniet gjorde användningen av "tätningsbeläggningsteknik" för att producera optisk fiber enorma framsteg. Förlängs med ett metallbeläggningsmaterial till metalloxider, oorganiska karbider, oorganiska nitrider, karbider, kväveoxider och CVD-deponerat amorft kol. Beläggningsskiktstrukturen hos metallbeläggningsskiktet med ett enda tätningsbeläggningsskikt för utvecklingen av det organiska beläggningsskiktet kombineras med en kompositbeläggningsskiktstruktur, fibervärdet för mer praktisk applicering, de fiberoptiska egenskaperna, mekaniska egenskaperna och utmattningsbeständigheten förbättras.
Till exempel:
1. Metallbelagd optisk fiber: aluminiumbelagd optisk fiber tål 1Gpa (150 kpsi) stresstest nedsänkt i vatten, vid en temperatur på 350 350 att använda, livslängd vid 10 år.
2. Metalloxider och andra oorganiska fibrer belagda: med C4H10 och avsatt på fiberytan SiH4 Si0.21O0.22C0.77 tätningsbeläggningsskikt belades med det organiska skiktet, fiberns n-värde till 256.
3. Som förseglad med ett beläggningsskikt av bornitridfibrer: 200 kpsi tål spänningen, kan n-värdet ökas till 100 eller mer. Ett annat exempel är belagt med en tätande TIC 400 ~ 500kpsi fiber har en hållfasthet på 100 ℃ vattentät.
4. Försegla amorf kolbelagd optisk fiber: det oorganiska beläggningsmaterialet, det amorfa kolbeläggningsskiktet är inte bara de optiska fiberegenskaperna och mekanisk hållfasthet av effekten är liten skada, och visade utmärkta vattenbeständighetsegenskaper och motståndskraft mot väte. Denna teknik har kommit från industriell produktion. Den typiska draghållfastheten för fibrerna har nått 500-600 kpsi, dynamiskt n-värde mellan 350 och 1000. Efter 25 år vid rumstemperatur är vätan med kolfiberpenetrationsförsegling beläggning endast en vanlig fiber 1/10000; i fiberoptisk kabel kan dessa fibrer tillåta vätgastrycket är 100 gånger högre än normalt fiber. Med denna optiska fiberkabel kan lämpligen reduceras till förhållanden eller under förhållanden med högre temperaturer.
Med hjälp av fiberytväxt "spänningsklädnadsskikt" och "tätningsbeläggningsteknik" kan livslängden för den optiska fibern införas enligt formel: t2 / t1 = 19,36 × 10IRσa7-formel, σa är den applicerade spänningen eller spänningen. Σa som kan beräknas med förhållandet t2 / t1. Sådana fibrer har en livslängd på upp till 40 år och kan användas för underkablar och militär kommunikation.
Vissa andra studier visade också att tillverkning av optisk fiber med användning av germanium (GeO2) och fluor (F) som ett dopingmedel, och utan fosfor (P2O5) som ett dopmedel, eftersom fosfor “vatten (H2O)” är bra, fibern mottaglig för fukt , vilket orsakar kärnans interna P-OH-bindningsabsorptionsdämpning ökar, fibern förändras långsamt. Så lång livslängd för optisk fiber för att eliminera med fosforblandade material.
I tillverkningsprocessen ska du vara uppmärksam på vattentät fuktig kabel för att minska restspänningar. Den första är kabelkärnkonstruktionen, se till att använda lös struktur för att förhindra att resterande spänningar lämnas, Strandad kabel när jag vill välja en rimlig längd på fiber, men också kan minska dragspänningseffekten; i kabelkärnan är fylld med petroleumgel, syftet är att täta, vattentät, antiväteinnehållande förening (förorenad vätska) etsning; med plastbelagd stål, aluminium också till fukt, ökad kabelmotstånd mot sidotryck, dragkapacitet; vissa fabriker i kabelkärnan intervallar en meter för att lägga till ett smältvattentabletterande skikt för att förhindra kabelkärnans längsgående vatteninträngning; val av liten linjär expansionskoefficient för materialet för styrkan hos kabelkärnelementet, syftet är att skydda fibern och eliminera den yttre spänningen. Slutligen bör det också noteras att var och en av de tillverkade fiberråvarorna i sig måste ha mer än 30 års livslängd, måste ha en hög stabilitet av fysikaliska egenskaper och kemiska egenskaper. Endast genom att strikt kontrollera kvaliteten på tillverkningsprocessen på vägen kan den förlänga kabelns livslängd.