Estensione della durata dei cavi in fibra ottica
Come garantire la durata del cavo in fibra ottica più di 20 anni
Nei sistemi di comunicazione ottica a lunga distanza, le caratteristiche di trasmissione in fibra ottica dovrebbero essere la stabilità a lungo termine, in particolare i cavi a fibre ottiche interrati a lunga distanza e i sistemi di cavi sottomarini, la lunga durata impone requisiti più elevati per il cavo a fibre ottiche. Generalmente la durata del cavo di terra e la speranza di avere più di 20 anni di utilizzo sicuro, mentre il cavo sottomarino è necessario per migliorare la sua durata di servizio a 25 anni e il suo tempo medio tra un guasto di 10 anni richiesto. Pertanto, come estendere la durata del cavo, come utilizzare correttamente il cavo in fibra ottica, è un importante problema tecnico a cui le persone si preoccupano, dagli aspetti della struttura del cavo sotto il discorso su come prolungare la durata del cavo cavo.
Ci sono tre fattori che influenzano la durata del cavo in fibra ottica
La fibra ottica è una delle più importanti composizioni del materiale nel cavo in fibra ottica, per migliorare la durata del cavo, la cosa fondamentale è migliorare la durata della fibra ottica.
I principali fattori che influenzano la durata della fibra ottica sono:
1. Esistenza ed espansione di microcracks superficiali in fibra;
2. Atmosfera di molecole di vapore acqueo sulla superficie della fibra e attacco;
3. Irragionevole sollecitazione alla posa dei cavi lasciata da effetti a lungo termine, ecc.
Per questi motivi, diminuendo la resistenza meccanica della fibra ottica a base di vetro al quarzo, l'attenuazione gradualmente aumentava, infine fino alla rottura della fibra, la durata della terminazione del cavo. A causa della superficie della fibra ci saranno sempre delle micro-crepe, che si verificano nell'atmosfera a crescita lenta, la crepa continua ad espandersi, la graduale degrazione della resistenza meccanica della fibra. Ad esempio, una fibra di quarzo da 125 μm di diametro, dopo tre anni di lento cambiamento in futuro, la resistenza alla trazione della fibra da 180 kpsi (equivalente a una resistenza alla trazione di 1530 g), è caduta di 60 kpsi (equivalente a una resistenza alla trazione di 510 g). Tali cambiamenti lenti causati dal principio di riduzione della resistenza meccanica delle fibre sono: Quando le micro-crepe (o difetti) della superficie della fibra, sotto lo stress esterno, la frattura non si verifica immediatamente, solo quando lo stress raggiunge il valore critico di crack, la fibra rompere. le fibre di silice esposte a una sollecitazione costante inferiore al valore critico, le crepe superficiali si verificheranno lentamente espanse, la profondità del valore critico della frattura della frattura, che è il processo di degrado della resistenza meccanica della fibra. Il degrado della resistenza meccanica delle fibre ottiche al quarzo è dovuto allo stress dell'acqua e dell'ambiente atmosferico sotto l'azione congiunta di molecole di erosione e vapore acqueo.
Il metodo per prolungare la durata della fibra ottica
Quando la fibra in un ambiente sotto vuoto, poiché non ci sono molecole d'acqua, in modo che lo stress non si verifichi erosione, i parametri di fatica di N è il valore massimo, la fibra ha anche la massima resistenza, quando la forza è la forza della fibre inerti, chiamate Si. Fibre nell'ambiente di utilizzo e ha una durata di ts e lo stress σ Le fibre inerti hanno la seguente relazione tra l'intensità di Si: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgSi queste ultime due sono la costante di formula sopra , se sottoposti a stress costante σ, la durata di servizio della fibra e della fatica della fibra valutano solo il parametro N. Maggiore è il valore di N, la fibra ottica è la durata più lunga di ts.
Pertanto, migliorando la durata della fibra ottica in due modi:
In primo luogo, quando il parametro di fatica n è fisso, la durata della fibra ottica è esposta solo allo stress σ, e quindi, ridurre la sollecitazione esercitata sulla fibra ottica è migliorare la durata di un metodo di fibra ottica. Quando le persone producono fibre ottiche sulla superficie delle fibre per formare uno stress di compressione per combattere lo stress di trazione, diminuisci lo stress di trazione a un livello il più piccolo possibile, generando così uno stress di compressione sulla tecnologia dello strato di rivestimento per produrre fibre ottiche.
Se impostato per resistere alla fibra di sollecitazione σa, durata t1, quando il rivestimento di fibra ha una sollecitazione di compressione σR, la durata della fibra t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n
Di cui, (σa-σR) affinché la fibra resista allo stress netto reale. Si suggerisce che: una fibra ottica che ricopre lo stress da compressione della vita più a lungo. Negli ultimi anni, alcune persone fanno uno strato di compressione superficiale in fibra di quarzo drogato con GeO2, è stato fatto con un rivestimento in fibra ottica di quarzo drogato TiO2 resistenza alla trazione della fibra stessa da 50kpsi aumentata a 130kpsi (notevole resistenza alla trazione aumentata da 430g a 1100g) la fatica statica della fibra ottica da n = 20 ～ 25 elevata a n = 130.
Il secondo, per migliorare il parametro di fatica statica n fibre ottiche per migliorare la durata della fibra. Pertanto, le persone nella produzione di fibre ottiche, le fibre di quarzo stesse cercano di tagliare l'atmosfera, in modo che dall'ambiente atmosferico, il possibile valore di n parametri dei materiali dall'ambiente nei parametri del materiale in fibra stesso, possa rendere il valore di n diventa grande, risultando nella superficie della fibra della "tecnologia di rivestimento di tenuta".
Negli ultimi dieci anni, l'uso della "tecnologia di rivestimento a tenuta" per produrre fibre ottiche ha fatto enormi progressi. Esteso da un materiale di rivestimento metallico agli ossidi metallici, ai carburi inorganici, ai nitruri inorganici, ai carburi, agli ossidi di azoto e al carbonio amorfo depositato per CVD. La struttura dello strato di rivestimento dello strato di rivestimento metallico da un singolo strato di rivestimento di tenuta allo sviluppo dello strato di rivestimento organico è combinato con una struttura di strato di rivestimento composito, il valore della fibra di un'applicazione più pratica, le proprietà ottiche della fibra, le proprietà meccaniche e la resistenza alla fatica sono migliorata.
Per esempio:
1. fibra ottica con rivestimento in metallo: la fibra ottica con rivestimento in alluminio può resistere a stress test 1Gpa (150kpsi) immerso in acqua, a una temperatura di 350 ℃ da usare, aspettativa di vita a 10 anni.
2. Ossidi metallici e altre fibre inorganiche rivestiti: con C4H10 e depositati sulla superficie della fibra SiH4 Si0.21O0.22C0.77 Lo strato di rivestimento sigillante è stato rivestito con lo strato organico, il valore n della fibra a 256.
3. Come sigillato con uno strato di rivestimento di fibre di nitruro di boro: 200 kpsi possono resistere alla tensione, il valore n può essere aumentato a 100 o più. Un altro esempio è rivestito con una fibra sigillante TIC 400 ~ 500kpsi con una resistenza di 100 ℃ resistente all'acqua.
4. Sigillare la fibra ottica con rivestimento in carbonio amorfo: il materiale di rivestimento inorganico, lo strato di rivestimento in carbonio amorfo non è solo le proprietà della fibra ottica e la resistenza meccanica dell'effetto è un piccolo danno e ha mostrato eccellenti proprietà di resistenza all'acqua e resistenza all'idrogeno. Questa tecnologia è nata dalla produzione industriale. La resistenza alla trazione tipica delle fibre ha raggiunto 500-600 kpsi, valore dinamico n da 350 a 1000. Dopo 25 anni a temperatura ambiente, la guarnizione di penetrazione in fibra di carbonio che ricopre l'idrogeno è solo una fibra ordinaria 1/10000; nel cavo a fibre ottiche, queste fibre possono consentire una pressione dell'idrogeno 100 volte superiore alla fibra normale. Con questo cavo in fibra ottica può essere opportunamente ridotto a condizioni o in condizioni di temperature più elevate.
Utilizzando la crescita della superficie della fibra "strato di rivestimento di sollecitazione" e la "tecnica di rivestimento di tenuta", la durata della fibra ottica può essere introdotta con la formula seguente: t2 / t1 = 19.36 × 10IRσa7 formula, σa è la sollecitazione o stress applicata. Σa che può essere calcolato con la relazione t2 / t1. Tali fibre durano fino a 40 anni e potrebbero essere utilizzate per cavi sottomarini e comunicazioni militari.
Alcuni altri studi hanno anche dimostrato che la produzione di fibre ottiche utilizzando germanio (GeO2) e fluoro (F) come agente dopante e senza fosforo (P2O5) come drogante, poiché "acqua (H2O)" di fosforo è buona, la fibra sensibile all'umidità , causando un aumento dell'attenuazione dell'assorbimento del legame P-OH interno, la fibra cambia lentamente. Durata così lunga della fibra ottica da eliminare con materiali misti di fosforo.
Nel processo di fabbricazione, prestare attenzione al cavo impermeabile all'umidità per ridurre le sollecitazioni residue. Il primo è il design del nucleo del cavo, assicurarsi di utilizzare una struttura allentata per evitare di lasciare sollecitazioni residue, Cavo a trefoli quando voglio selezionare una lunghezza ragionevole di fibra, ma anche ridurre l'effetto di tensione; nel nucleo del cavo è riempito con gel di petrolio, lo scopo è quello di attaccare il composto resistente all'acqua, liquido e resistente all'idrogeno (liquido contaminato); utilizzo di acciaio rivestito in plastica, alluminio anche all'umidità, maggiore resistenza del cavo alla pressione laterale, capacità di trazione; alcune fabbriche nel nucleo del cavo intervallano un metro per aggiungere uno strato di bloccaggio dell'acqua adesivo hot melt per impedire la penetrazione longitudinale dell'acqua del nucleo del cavo; selezione del piccolo coefficiente di dilatazione lineare del materiale per la resistenza dell'elemento centrale del cavo, lo scopo è proteggere la fibra, eliminando la tensione esterna. Infine, va anche notato che ciascuna delle materie prime in fibra prodotta stessa deve avere più di 30 anni di vita, deve avere un'alta stabilità delle proprietà fisiche e chimiche. Solo controllando rigorosamente la qualità del processo di fabbricazione della strada, è possibile prolungare la durata del cavo.
