Verlängerung der Lebensdauer von Glasfaserkabeln
So stellen Sie die Lebensdauer von Glasfaserkabeln über 20 Jahre sicher
In den optischen Fernkommunikationssystemen sollten die Glasfaserübertragungseigenschaften die Langzeitstabilität sein, insbesondere unterirdische Glasfaserkabel- und Unterseekabelsysteme für große Entfernungen, und die lange Lebensdauer sollte höhere Anforderungen an Glasfaserkabel stellen. In der Regel hat das Landkabel eine Lebensdauer von mehr als 20 Jahren, während das Unterseekabel eine Lebensdauer von 25 Jahren und eine mittlere Ausfallzeit von 10 Jahren aufweisen muss. Aus diesem Grund ist die Verlängerung der Lebensdauer des Kabels und die ordnungsgemäße Verwendung des Glasfaserkabels ein wichtiges technisches Problem, das von den Aspekten des Kabelaufbaus im Rahmen der Diskussion über die Verlängerung der Lebensdauer des Kabels berücksichtigt wird Kabel.
Es gibt drei Faktoren, die die Lebensdauer des Glasfaserkabels beeinflussen
Optische Faser ist eine der wichtigsten Zusammensetzung des Materials im Glasfaserkabel, um die Lebensdauer des Kabels zu verbessern, ist das grundlegendste, um die Lebensdauer der optischen Faser zu verbessern.
Die Hauptfaktoren zur Beeinflussung der Lebensdauer von Lichtwellenleitern sind:
1. Existenz und Ausdehnung von Faseroberflächen-Mikrorissen;
2. Atmosphäre von Wasserdampfmolekülen auf der Oberfläche der Faser und Ätzen;
3. Unangemessene Kabelverlegungsbelastung aufgrund von Langzeiteffekten usw.
Aus diesen Gründen nahm die mechanische Festigkeit der optischen Faser auf Quarzglasbasis ab, die Dämpfung nahm allmählich zu und schließlich kam es zu einem Faserbruch, was die Lebensdauer des Kabelabschlusses verlängerte. Aufgrund der Faseroberfläche kommt es immer zu Mikrorissen, in der Atmosphäre tritt ein langsames Risswachstum auf, der Riss dehnt sich weiter aus, die mechanische Festigkeit der Faser nimmt allmählich ab. Zum Beispiel fiel bei einer Quarzfaser mit 125 μm Durchmesser nach drei Jahren langsamer Veränderung in der Zukunft die Zugfestigkeit der Faser von 180 kpsi (entspricht 1530 g Zugfestigkeit) auf 60 kpsi (entspricht 510 g Zugfestigkeit). Solche langsamen Änderungen, die durch das Prinzip der Verringerung der mechanischen Festigkeit der Faser verursacht werden, sind: Wenn die Faseroberfläche unter der äußeren Spannung Mikrorisse (oder -defekte) aufweist, bricht die Faser nicht sofort, nur wenn die Spannung den kritischen Wert des Risses erreicht brechen. Wenn die Silikafasern einer konstanten Spannung ausgesetzt sind, die unter dem kritischen Wert liegt, werden die Oberflächenrisse langsam expandiert, und die Tiefe des kritischen Rissbruchwerts ist der Prozess des Abbaus der mechanischen Festigkeit der Faser. Der Abbau der mechanischen Festigkeit von optischen Quarzfasern ist auf die Belastung von Wasser und der atmosphärischen Umgebung unter der gemeinsamen Einwirkung von Erosions- und Wasserdampfmolekülen zurückzuführen.
Die Methode zur Verlängerung der Lebensdauer des Lichtwellenleiters
Wenn sich die Faser in einer Vakuumumgebung befindet, da keine Wassermoleküle vorhanden sind, so dass die Beanspruchung nicht durch Erosion auftritt, sind die Ermüdungsparameter von N der Maximalwert, die Faser hat auch die höchste Festigkeit, wenn die Festigkeit die Festigkeit der ist inerte Fasern, genannt Si. Fasern in der Verwendungsumgebung und es hat eine Lebensdauer von ts und die Spannung & sgr; inerte Fasern haben die folgende Beziehung zwischen der Intensität von Si: lgts = -nlg & sgr; + lgB + (n - 2) lgSi, wobei die beiden letzteren die obige Formelkonstante sind bei konstanter Beanspruchung & sgr; ist die Lebensdauer der Faser und die Faserermüdung ts nur der Parameter N. Je größer der Wert von N ist, desto länger ist die Lebensdauer der optischen Faser von ts.
Daher kann die Lebensdauer der optischen Faser auf zwei Arten verbessert werden:
Erstens ist, wenn der Ermüdungsparameter n festgelegt ist, die Lebensdauer der Lichtleitfaser nur der Spannung σ ausgesetzt, und daher besteht die Verringerung der auf die Lichtleitfaser ausgeübten Spannung darin, die Lebensdauer eines Verfahrens der Lichtleitfaser zu verbessern. Wenn Menschen Lichtwellenleiter auf der Faseroberfläche herstellen, um eine Druckspannung zu erzeugen, die der Zugspannung entgegenwirkt, verringern Sie die Zugspannung auf ein so gering wie mögliches Maß, wodurch eine Druckspannung auf die Mantelschichttechnologie zur Herstellung von Lichtwellenleitern erzeugt wird.
Wenn eingestellt wird, um der Spannungsfaser & sgr; a, der Lebensdauer t1, zu widerstehen, wenn der Fasermantel eine Druckspannung & sgr; R aufweist, ist die Lebensdauer t2 der Faser: t2 = t1 [(& sgr; - & sgr; R) / & sgr; a] -n
Davon (σa-σR), damit die Faser der tatsächlichen Nettospannung standhält. Es wird vorgeschlagen, dass: eine Druckspannung Umhüllung Lichtleitfaser als die Lebensdauer länger. In den letzten Jahren machten einige Leute Quarz-GeO2-dotierte Faseroberflächen-Kompressionsschichten, es wurde auch eine mit Quarz-optischen Fasern dotierte TiO2-Mantel-Zugfestigkeit der Faser selbst von 50 kpsi auf 130 kpsi erhöht (beträchtliche Zugfestigkeit von 430 g auf 1100 g erhöht) die statische Ermüdung der optischen Faser von n = 20 ～ 25 stieg auf n = 130.
Das zweite ist die Verbesserung des statischen Ermüdungsparameters n der optischen Fasern, um die Lebensdauer der Faser zu verbessern. Daher versuchen Menschen bei der Herstellung von optischen Fasern, Quarzfasern selbst, die Atmosphäre abzuschneiden, so dass aus der atmosphärischen Umgebung der mögliche Wert von n Materialparametern aus der Umgebung in die Parameter des Fasermaterials selbst den Wert von n machen kann wird groß, was zur Oberfläche der Faser der "Versiegelungsbeschichtungstechnologie" führt.
In den letzten zehn Jahren hat der Einsatz der „Seal-Coating-Technologie“ zur Herstellung von Glasfasern enorme Fortschritte gemacht. Erweitert um ein Metallbeschichtungsmaterial um die Metalloxide, anorganischen Carbide, anorganischen Nitride, Carbide, Stickoxide und CVD-abgeschiedenen amorphen Kohlenstoff. Der Beschichtungsschichtaufbau der Metallbeschichtungsschicht durch eine einzige Siegelbeschichtungsschicht zur Entwicklung der organischen Beschichtungsschicht wird mit einem zusammengesetzten Beschichtungsschichtaufbau kombiniert, dessen Faserwert praktischer anzuwenden ist, dessen faseroptische Eigenschaften, mechanische Eigenschaften und Ermüdungsbeständigkeit sind verbessert.
Zum Beispiel:
1. Metallbeschichtete optische Faser: Mit Aluminium beschichtete optische Faser kann einem in Wasser eingetauchten Belastungstest mit 1 GPa (150 kpsi) bei einer Temperatur von 350 ℃ standhalten, um verwendet zu werden, Lebenserwartung bei 10 Jahren.
2. Metalloxide und andere anorganische Fasern beschichtet: Mit C4H10 und auf der Faseroberfläche abgeschieden SiH4Si0.21O0.22C0.77 Versiegelungsbeschichtung wurde mit der organischen Schicht der n-Wert der Faser auf 256 beschichtet.
3. Mit einer Überzugsschicht aus Bornitridfasern versiegelt: 200 kpsi können der Spannung standhalten, der n-Wert kann auf 100 oder mehr erhöht werden. Ein anderes Beispiel ist mit einer abdichtenden TIC-Faser mit 400 bis 500 kpsi beschichtet, die eine Festigkeit von 100 ℃ aufweist und wasserfest ist.
4. Versiegeln Sie amorphen Kohlenstoff beschichtete optische Faser: das anorganische Beschichtungsmaterial, die amorphe Kohlenstoffbeschichtungsschicht ist nicht nur die faseroptischen Eigenschaften und die mechanische Festigkeit des Effekts ist wenig schädlich und zeigte ausgezeichnete Wasserbeständigkeitseigenschaften und Beständigkeit gegen Wasserstoff. Diese Technologie stammt aus industrieller Produktion. Die typische Zugfestigkeit der Fasern hat einen dynamischen n-Wert von 350 bis 1000 (500 bis 600 kpsi) erreicht. Nach 25 Jahren bei Raumtemperatur ist die Kohlenstoffaser-Penetrationsversiegelungsbeschichtung Wasserstoff nur eine gewöhnliche Faser 1/10000; In Glasfaserkabeln können diese Fasern einen Wasserstoffdruck zulassen, der 100-mal höher ist als bei normalen Fasern. Mit diesem Lichtwellenleiterkabel kann in geeigneter Weise auf Bedingungen oder unter den Bedingungen höherer Temperaturen reduziert werden.
Unter Verwendung des Faseroberflächenwachstums "Spannungsüberzugsschicht" und "Versiegelungsbeschichtungstechnik" kann die Lebensdauer der optischen Faser nach folgender Formel eingeführt werden: t2 / t1 = 19,36 × 10IR & sgr; a7 Formel, & sgr; a ist die angelegte Spannung oder Spannung. Σa, die mit der Beziehung t2 / t1 berechnet werden kann. Solche Fasern haben eine Lebensdauer von bis zu 40 Jahren und könnten für Seekabel und militärische Kommunikation verwendet werden.
Einige andere Studien zeigten auch, dass die Herstellung von Lichtleitfasern unter Verwendung von Germanium (GeO2) und Fluor (F) als Dotierungsmittel und ohne Phosphor (P2O5) als Dotierungsmittel, da Phosphor "Wasser (H2O)" gut die Faser feuchtigkeitsempfindlich macht Dadurch nimmt die Absorptionsdämpfung der inneren P-OH-Bindung des Kerns zu und die Faser verändert sich langsam. So lange Lebensdauer von Lichtwellenleitern, um mit Phosphor gemischte Materialien zu eliminieren.
Achten Sie bei der Herstellung auf wasserdichte Kabel, um die Restspannungen zu reduzieren. Die erste ist die Kabelseele Design, achten Sie darauf, lose Struktur zu verwenden, um zu verhindern, dass Restspannung, Litzenkabel, wenn ich eine angemessene Länge der Faser wählen möchten, sondern auch die Zugspannungswirkung reduzieren kann; In der Kabelseele befindet sich ein mit Petroleumgel gefülltes, wasserdichtes Ätzmittel, das keine wasserstoffhaltige Verbindung (kontaminierte Flüssigkeit) enthält. Verwendung von kunststoffbeschichtetem Stahl, Aluminium auch gegen Feuchtigkeit, erhöhte Kabelbeständigkeit gegen seitlichen Druck, Zugfestigkeit; Einige Fabriken in der Kabelseele setzen einen Meter Abstand ein, um eine Heißschmelzklebstoff-Wasserblockierschicht hinzuzufügen, um das Eindringen von Wasser in Längsrichtung der Kabelseele zu verhindern. Auswahl des kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten des Materials für die Stärke des Kabelkernelements, der Zweck ist, die Faser zu schützen und die äußere Spannung zu beseitigen. Abschließend sei noch angemerkt, dass jeder der hergestellten Faserrohstoffe selbst eine Lebensdauer von mehr als 30 Jahren haben muss, eine hohe Stabilität der physikalischen und chemischen Eigenschaften aufweisen muss. Nur durch eine strikte Kontrolle der Qualität des Herstellungsprozesses der Straße kann die Lebensdauer des Kabels verlängert werden.