افزایش کابل های فیبر نوری
نحوه اطمینان از عمر سرویس کابل فیبر نوری بیش از 20 سال
در سیستم های ارتباطی نوری از راه دور ، ویژگی های انتقال فیبر نوری باید از پایداری بلند مدت باشد ، خصوصاً کابل فیبر نوری مدفون از راه دور و سیستم های کابل زیر دریایی ، طول عمر طولانی الزامات بالاتری را برای کابل فیبر نوری ایجاد می کند. عموماً عمر سرویس کابل زمینی و امید به بیش از 20 سال استفاده ایمن است ، در حالی که کابل زیردریایی لازم است عمر سرویس خود را تا 25 سال بهبود ببخشد و میانگین زمان آن بین خرابی 10 سال باشد. بنابراین ، چگونگی افزایش عمر کابل ، نحوه استفاده صحیح از کابل فیبر نوری ، یک مسئله مهم فنی است که مردم به آن اهمیت می دهند ، از جنبه های ساختار کابل تحت عنوان بحث در مورد چگونگی افزایش عمر سرویس کابل کابل
سه فاکتور بر عمر کابل فیبر نوری تأثیر می گذارد
فیبر نوری یکی از مهمترین ترکیبات مواد در کابل فیبر نوری است ، برای بهبود عمر کابل ، اساسی ترین اساسی برای بهبود عمر سرویس فیبر نوری است.
عوامل اصلی تأثیرگذاری بر عمر سرویس فیبر نوری عبارتند از:
1. وجود و گسترش ریزگردهای سطح فیبر.
2. اتمسفر مولکول بخار آب در سطح فیبر و اچ.
3. استرس غیر منطقی کابل گذاشتن استرس از اثرات طولانی مدت و غیره باقی مانده است.
به همین دلایل ، ایجاد استحکام مکانیکی فیبر نوری مبتنی بر شیشه کوارتز کاهش می یابد ، ضعف به تدریج افزایش می یابد ، سرانجام به شکست فیبر ، عمر خاتمه کابل. از آنجا که از سطح فیبر همیشه میکرو ترک وجود خواهد داشت ، که در رشد خنک کننده جو رخ می دهد ، شکاف همچنان گسترش می یابد ، کاهش تدریجی قدرت مکانیکی فیبر. به عنوان مثال ، یک فیبر کوارتز با قطر 125μm ، پس از سه سال تغییر آهسته در آینده ، مقاومت کششی فیبر از 180kpsi (معادل مقاومت کششی 1530 گرم) ، 60kpsi (معادل مقاومت کششی 510 گرم) کاهش یافته است. چنین تغییرات آهسته ناشی از اصل کاهش مقاومت مکانیکی فیبر عبارتند از: هنگامی که سطح میکرو ترک های فیبر (یا نقص) ، تحت فشار خارجی قرار بگیرد ، شکستگی بلافاصله رخ نمی دهد ، تنها هنگامی که استرس به مقدار بحرانی ترک منجر می شود ، فیبر خواهد شد. زنگ تفريح. الیاف سیلیس در معرض استرس ثابت کمتر از مقدار بحرانی ، ترک های سطح به آرامی گسترش می یابند ، عمق شکستگی شکست مقدار بحرانی ، که فرایند تخریب قدرت مکانیکی فیبر است. تخریب استحکام مکانیکی فیبر نوری کوارتز به دلیل استرس آب و محیط جوی تحت عمل مشترک مولکولهای فرسایش و بخار آب است.
روش افزایش طول عمر فیبر نوری
هنگامی که فیبر موجود در محیط خلاء باشد ، از آنجا که هیچ مولکول آب وجود ندارد ، به طوری که استرس باعث فرسایش نشود ، پارامترهای خستگی N حداکثر مقدار است ، فیبر نیز بالاترین استحکام را دارد ، هنگامی که استحکام استحکام است الیاف بی اثر ، به نام Si. الیاف موجود در محیط استفاده و دارای طول عمر سرویس ts و استرس σ الیاف بی اثر رابطه زیر را با شدت Si دارند: lgts = -nlgσ + lgB + (n-2) lgSi دو مورد دوم فرمول فوق ثابت هستند. هنگامی که در معرض تنش ثابت σ قرار می گیریم ، طول عمر فیبر و فیبر خستگی تنها پارامتر N. را ارزش می گذارد. هر چه مقدار N بزرگتر باشد ، فیبر نوری عمر طولانی تر ts را دارد.
بنابراین ، بهبود عمر سرویس فیبر نوری از دو طریق:
ابتدا ، وقتی پارامتر خستگی n ثابت شود ، طول عمر فیبر نوری فقط در معرض تنش اس (س) قرار می گیرد و بنابراین ، کاهش استرس ناشی از فیبر نوری ، به منظور بهبود عمر سرویس روشی از فیبر نوری است. وقتی افراد فیبر نوری را بر روی سطح فیبر ایجاد می کنند تا استرس فشاری ایجاد کنند تا بتوانند بر روی تنش کششی مقاومت کنند ، استرس کششی را در سطحی که ممکن است به اندازه کوچک باشد کاهش می دهد ، از این طریق استرس فشاری را بر روی فن آوری لایه پوششی ایجاد می کند تا فیبرهای نوری تولید کند.
اگر قرار باشد در برابر مقاومت در برابر فیبر σ است ، عمر t1 ، هنگامی که روکش فیبر دارای استرس فشاری σR ، عمر فیبر t2: t2 = t1 [(σa-σR) / σa] -n
از آن ، (σa-σR) برای مقاومت در برابر فیبر در برابر تنش خالص. پیشنهاد می شود که: فیبر نوری روکش شده با استرس فشاری نسبت به عمر طولانی تر. در سال های اخیر ، برخی از افراد لایه فشرده سازی سطح فیبر کوارتز GeO2 را انجام می دهند ، این کار با یک فیبر نوری کوارتز انجام شده توسط استحکام کششی TiO2 روکش شده فیبر خود از 50kpsi به 130kpsi افزایش یافته است (استحکام کششی قابل توجهی از 430g به 1100g افزایش یافته است) ، همچنین فیبر نوری خستگی استاتیک از 25 n 20 raised n = 130 افزایش یافته است.
دوم ، به منظور بهبود پارامتر خستگی استاتیک در الیاف نوری به منظور بهبود عمر فیبر. بنابراین ، افراد در ساخت الیاف نوری ، خود الیاف کوارتز سعی در قطع جو دارند ، به طوری که از محیط اتمسفر ، مقدار احتمالی پارامترهای ماده n از محیط به داخل پارامترهای فیبر خود ماده ، می تواند مقدار n را بدست آورد. بزرگ می شود ، و در نتیجه سطح فیبر "فناوری پوشش مهر و موم" می شود.
در طول یک دهه گذشته ، استفاده از "فناوری پوشش آب" برای تولید فیبر نوری پیشرفت فوق العاده ای داشته است. توسط یک ماده روکش فلزی به اکسیدهای فلزی ، کاربیدهای معدنی ، نیتریدهای معدنی ، کاربیدها ، اکسیدهای ازت و کربن آمورف CVD رسوب شده افزوده می شود. ساختار لایه پوشش لایه پوشش فلزی توسط یک لایه روکش پوشش تک به منظور توسعه لایه پوشش آلی با ساختار لایه پوشش کامپوزیت ترکیب می شود ، مقدار فیبر کاربرد کاربردی تر ، خواص فیبر نوری ، خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خستگی می باشد. بهبود یافته.
مثلا:
1. فیبر نوری روکش فلزی: الیاف نوری روکش شده با آلومینیوم می تواند مقاومت در برابر فشار استرس 1Gpa (150kpsi) غوطه ور در آب ، در دمای 350 برای استفاده ، امید به زندگی در 10 سال.
2. اکسیدهای فلزی و سایر الیاف معدنی پوشیده شده: با C4H10 و در سطح فیبر SiH4 Si0.21O0.22C0.77 پوشش داده شده با لایه آلیاژ ، با لایه آلی ، مقدار n فیبر به 256 رسوب می شود.
3. همانطور که با لایه ای از الیاف نیترید بور مهر و موم شده است: 200kpsi می تواند در برابر تنش مقاومت کند ، مقدار n را می توان به 100 یا بیشتر افزایش داد. نمونه دیگر این است که با فیبر TIC 400 ~ 500kpsi آب بندی شده استحکام 100 ℃ مقاوم در برابر آب است.
4- فیبر نوری روکش شده با کربن آمورف را مهر و موم کنید: ماده پوشش غیر معدنی ، لایه پوشش آمورف کربن نه تنها از خصوصیات فیبر نوری نیست و استحکام مکانیکی اثر نیز آسیب چندانی ندارد ، و از مقاومت عالی در برابر آب و مقاومت در برابر هیدروژن برخوردار است. این فناوری تولید صنعتی است. مقاومت کششی معمولی الیاف به 500-600kpsi رسیده است ، ارزش n پویا از 350 تا 1000 است. پس از 25 سال در دمای اتاق ، هیدروژن پوشش مهر و موم فیبر کربن تنها یک فیبر معمولی 1/10000 است. در کابل فیبر نوری ، این فیبرها ممکن است اجازه دهند فشار هیدروژن 100 برابر بیشتر از فیبر معمولی باشد. با استفاده از این کابل فیبر نوری می توان به راحتی یا در شرایط دمای بالاتر کاهش یافت.
با استفاده از رشد سطح فیبر "لایه روکش استرس" و "روش پوشش دهی به آب بندی" ، عمر فیبر نوری را می توان با فرمول زیر معرفی کرد: t2 / t1 = 19/19 36 19/36 فرمول ، σa استرس یا استرس کاربردی است. Σa که با رابطه t2 / t1 قابل محاسبه است. چنین الیاف تا 40 سال عمر می کند و می تواند برای کابل های زیر دریایی و ارتباطات نظامی مورد استفاده قرار گیرد.
برخی مطالعات دیگر همچنین نشان داده اند که ساخت فیبر نوری با استفاده از ژرمانیوم (GeO2) و فلوئور (F) به عنوان ماده دوپینگ و بدون فسفر (P2O5) به عنوان دوپانت ، زیرا فسفر "آب (H2O)" خوب ، فیبر مستعد رطوبت است ، باعث می شود که جذب هسته پیوند P-OH هسته اصلی افزایش یابد ، فیبر به آرامی تغییر می کند. عمر طولانی فیبر نوری برای از بین بردن مواد مخلوط فسفر.
در فرآیند ساخت ، برای کاهش فشارهای باقیمانده به کابل ضد آب توجه کنید. اولین مورد طراحی هسته کابل است ، حتماً از ساختار سست برای جلوگیری از استرس باقیمانده استفاده کنید ، هنگامی که می خواهم طول معقولی از فیبر را انتخاب کنم ، کابل رشته ای استفاده می شود ، بلکه می تواند اثر تنش کششی را کاهش دهد. در هسته کابل با ژل نفتی پر شده است ، هدف این استحکام ، ضد آب ، ضد حاوی ترکیب ضد هیدروژن (مایع آلوده) قلع زدن. استفاده از فولاد با روکش پلاستیکی ، آلومینیوم همچنین در برابر رطوبت ، افزایش مقاومت کابل در برابر فشار جانبی ، ظرفیت کششی. برخی از کارخانه ها در هسته کابل به فاصله یک متر برای اضافه کردن یک لایه مسدود کننده آب چسب مذاب داغ برای جلوگیری از نفوذ طولی هسته کابل. انتخاب ضریب انبساط خطی کوچک از مواد برای استحکام عنصر هسته کابل ، هدف از آن محافظت از فیبر ، از بین بردن تنش خارجی است. در آخر نیز باید توجه داشت که هر یک از مواد اولیه فیبر تولید شده خود باید بیش از 30 سال عمر داشته باشد ، باید از خواص فیزیکی و خواص شیمیایی دارای پایداری بالایی باشد. تنها با کنترل دقیق کیفیت فرآیند ساخت جاده ، می تواند عمر کابل را افزایش دهد.
