De levensduur van glasvezelkabels verlengen
Hoe de levensduur van glasvezelkabels langer dan 20 jaar te waarborgen
In de optische communicatiesystemen over lange afstand moeten de eigenschappen van de vezeloptische transmissie de stabiliteit op lange termijn zijn, met name over lange afstand begraven optische vezel- en onderzeese kabelsystemen, met een lange levensduur worden hogere eisen gesteld aan de glasvezelkabel. Over het algemeen land kabel levensduur en hoop op meer dan 20 jaar veilig gebruik, terwijl de onderzeese kabel nodig is om zijn levensduur tot 25 jaar te verbeteren, en de gemiddelde tijd tussen falen van 10 jaar vereist. Daarom is het belangrijk om de levensduur van de kabel te verlengen, hoe de glasvezelkabel correct te gebruiken, een belangrijk technisch probleem waar mensen om geven, van de aspecten van de structuur van de kabel in het gesprek over hoe de levensduur van de kabel kan worden verlengd. kabel.
Er zijn drie factoren die de levensduur van optische glasvezelkabels beïnvloeden
Optische vezel is een van de belangrijkste samenstelling van het materiaal in de glasvezelkabel, om de levensduur van de kabel te verbeteren, de meest fundamentele is het verbeteren van de levensduur van optische vezel.
De belangrijkste factoren voor het beïnvloeden van de levensduur van glasvezel zijn:
1. Bestaan en uitzetten van vezeloppervlakte-microscheuren;
2. Atmosfeer van waterdampmoleculen op het oppervlak van de vezel en etsen;
3. Onredelijke kabelspanning die overblijft door langdurige effecten, enz.
Om deze redenen nam het maken van mechanische sterkte op basis van kwartsglas optische vezel af, nam de verzwakking geleidelijk toe, uiteindelijk tot een vezelbreuk, de levensduur van de kabelafsluiting. Vanwege het vezeloppervlak zullen er altijd microscheuren optreden in de slowcrack-groei van de atmosfeer, de barst blijft uitzetten, de geleidelijke ontleding van de mechanische sterkte van de vezel. Bijvoorbeeld, een kwartsvezel met een diameter van 125 μm, na drie jaar langzame verandering in de toekomst, liet de treksterkte van de vezel van 180 kpsi (equivalent aan 1530 g treksterkte) 60 kpsi (equivalent aan 510 g treksterkte) vallen. Dergelijke langzame veranderingen die worden veroorzaakt door het principe van de mechanische sterkte-reductie van de vezel zijn: Wanneer het vezeloppervlak microscheuren (of defecten) vertoont, onder de externe spanning, de breuk niet onmiddellijk, alleen wanneer de spanning de kritieke waarde van barst bereikt, zal de vezel breken. de siliciumvezels blootgesteld aan een constante spanning lager dan de kritische waarde, zullen de oppervlaktescheuren langzaam uitzetten, de diepte van de kritieke waarde van de scheurbreuk, die het proces van degradatie van de mechanische sterkte van de vezel is. Mechanische degradatie van de optische vezel van kwarts is te wijten aan de stress van water en atmosferische omgeving onder de gezamenlijke werking van erosie en waterdampmoleculen.
De methode voor het verlengen van de levensduur van de optische vezel
Wanneer de vezel in een vacuümomgeving is, omdat er geen watermoleculen zijn, zodat de stress geen erosie optreedt, zijn de vermoeidheidsparameters van N de maximale waarde, de vezel heeft ook de hoogste sterkte, wanneer de sterkte de sterkte van de inerte vezels, Si genoemd. Vezels in de gebruiksomgeving en het heeft een levensduur van ts en de spanning σ inerte vezels hebben de volgende relatie tussen de intensiteit van Si: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgSi de laatste twee zijn de bovenstaande formuleconstante , wanneer onderworpen aan constante spanning σ, waarderen de levensduur van de vezel en vezelvermoeidheid ts alleen de parameter N. Hoe groter de waarde van N, de optische vezel is de langere levensduur van ts.
Daarom wordt de levensduur van de optische vezel op twee manieren verbeterd:
Ten eerste, wanneer de vermoeidheidsparameter n is vastgesteld, wordt de levensduur van de optische vezel alleen blootgesteld aan ts-spanning σ, en daarom is het verminderen van de op de optische vezel uitgeoefende spanning het verbeteren van de levensduur van een methode van optische vezel. Wanneer mensen optische vezel op vezeloppervlak maken om een drukspanning te vormen om tegen de trekspanning te vechten, verlaagt u de trekspanning op een zo klein mogelijk niveau, waardoor een drukspanning op de bekledingslaagtechnologie wordt gegenereerd om optische vezels te produceren.
Indien ingesteld om spanningsvezel σa, levensduur t1 te weerstaan, wanneer de vezelbekleding een drukspanning σR heeft, de levensduur van de vezel t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n
Waarvan (σa-σR) voor de vezel om echte netto spanning te weerstaan. Er wordt gesuggereerd dat: een glasvezel met compressie-stressbekleding dan de levensduur langer is. In de afgelopen jaren hebben sommige mensen kwartsgeO2-gedoteerde vezeloppervlakcompressielaag gedaan, het werd gedaan met een met kwarts optische vezel gedoteerde TiO2-bekleding treksterkte van de vezel zelf verhoogd van 50 kpsi verhoogd tot 130 kpsi (aanzienlijke treksterkte verhoogd van 430 g tot 1100 g), ook de optische vezel statische vermoeidheid van n = 20 ～ 25 verhoogd tot n = 130.
De tweede, om de statische vermoeidheidsparameter n optische vezels te verbeteren om de levensduur van de vezel te verbeteren. Daarom proberen mensen bij de productie van optische vezels, kwartsvezels zelf de atmosfeer af te snijden, zodat van atmosferische omgeving de mogelijke waarde van n materiaalparameters uit de omgeving in de parameters van vezelmateriaal zelf de waarde van n kan maken wordt groot, wat resulteert in het oppervlak van de vezel van de "seal coating-technologie".
In het afgelopen decennium is het gebruik van "seal coating-technologie" voor de productie van optische vezels enorm verbeterd. Verlengd door een metaalbekledingsmateriaal tot de metaaloxiden, anorganische carbiden, anorganische nitriden, carbiden, stikstofoxiden en CVD-afgezette amorfe koolstof. De coatinglaagstructuur van de metalen coatinglaag door een enkele seallaaglaag tot de ontwikkeling van de organische coatinglaag wordt gecombineerd met een composiet coatinglaagstructuur, de vezelwaarde van meer praktische toepassing, de optische vezeleigenschappen, mechanische eigenschappen en weerstand tegen vermoeidheid zijn verbeterd.
Bijvoorbeeld:
1. metaal gecoate optische vezel: aluminium gecoate optische vezel is bestand tegen 1Gpa (150 kpsi) stresstest ondergedompeld in water, bij een temperatuur van 350 ℃ om te gebruiken, levensverwachting na 10 jaar.
2. Metaaloxiden en andere anorganische vezels gecoat: met C4H10 en afgezet op het vezeloppervlak SiH4 Si0.21O0.22C0.77 afdichtende coatinglaag werd gecoat met de organische laag, de n-waarde van de vezel tot 256.
3. Zoals verzegeld met een coatinglaag van boornitridevezels: 200 kpsi kan de spanning weerstaan, n waarde kan worden verhoogd tot 100 of meer. Een ander voorbeeld is gecoat met een afdichtende TIC 400 ~ 500 kpsi vezel heeft een sterkte van 100 ℃ waterbestendig.
4. Seal amorfe met koolstof gecoate optische vezel: het anorganische coatingmateriaal, de amorfe koolstofcoatinglaag is niet alleen de optische vezeleigenschappen en de mechanische sterkte van het effect is weinig schade, en vertoonde uitstekende waterbestendigheidseigenschappen en weerstand tegen waterstof. Deze technologie is afkomstig van industriële productie. De typische treksterkte van de vezels heeft 500-600 kpsi bereikt, een dynamische n-waarde van 350 tot 1000. Na 25 jaar bij kamertemperatuur is de koolstofvezelpenetratie afdichtingswaterstof slechts een gewone vezel 1/10000; in glasvezelkabel, kunnen deze vezels toestaan dat de waterstofdruk 100 keer hoger is dan normale vezel. Met deze optische vezelkabel kan op geschikte wijze worden gereduceerd tot omstandigheden of onder de omstandigheden van hogere temperaturen.
Met behulp van vezeloppervlaktegroei "stressbekledingslaag" en "afdichtingstechniek" kan de levensduur van de optische vezel worden geïntroduceerd volgens de volgende formule: t2 / t1 = 19,36 × 10IRσa7-formule, σa is de aangebrachte spanning of spanning. Σa die kan worden berekend met de relatie t2 / t1. Dergelijke vezels gaan tot 40 jaar mee en kunnen worden gebruikt voor onderzeese kabels en militaire communicatie.
Sommige andere studies hebben ook aangetoond dat de productie van optische vezels met behulp van germanium (GeO2) en fluor (F) als dopingmiddel en zonder fosfor (P2O5) als doteerstof, omdat fosfor "water (H2O)" goed is, de vezel gevoelig voor vocht , waardoor de interne P-OH-bindingabsorptieverzwakking toeneemt, verandert de vezel langzaam. Zo lange levensduur van optische vezel te elimineren met fosfor gemengde materialen.
Let tijdens het productieproces op de vochtbestendige kabel om restspanningen te verminderen. De eerste is het kabelkernontwerp, zorg ervoor dat je een losse structuur gebruikt om te voorkomen dat er restspanning achterblijft, gestrande kabel als ik een redelijke lengte vezel wil selecteren, maar ook het trekspanningseffect kan verminderen; in de kabelkern is gevuld met petroleumgel, het doel is het etsen van een waterdichte, anti-waterstof bevattende verbinding (verontreinigde vloeistof); gebruik van geplastificeerd staal, aluminium ook tegen vocht, verhoogde kabelweerstand tegen laterale druk, treksterkte; sommige fabrieken in de kabelkernintervallen een meter om een smeltlijm-waterblokkerende laag toe te voegen om binnendringen van de kabelkern in de lengte te voorkomen; selectie van kleine lineaire uitzettingscoëfficiënt van het materiaal voor de sterkte van het kabelkernelement, het doel is om de vezel te beschermen, waardoor de externe spanning wordt geëlimineerd. Ten slotte moet ook worden opgemerkt dat elk van de vervaardigde vezelgrondstof zelf een levensduur van meer dan 30 jaar moet hebben, een hoge stabiliteit van de fysische eigenschappen en chemische eigenschappen moet hebben. Alleen door de kwaliteit van het productieproces van de weg strikt te controleren, kan de levensduur van de kabel worden verlengd.