什么是光纤余长?各位,谢谢。
光缆在生产、安装和运行过程中,要求有一定的拉伸窗口,这就要求光缆在捆扎成缆时形成足够的余长。束管余长是决定光缆性能的重要因素。一、光缆余长的形成光缆余长的形成主要来自于二次包覆和成缆过程,它们共同决定了光缆余长的大小。二次涂覆工艺是调整光缆余长最重要的工艺,通过调整其他工艺参数可以达到调整余长的目的。图1ROSENDAHL二次包覆机,用于讨论二次包覆中电缆余长的形成过程。生产设备流程图如图1所示:设备由1放线单元、2油膏灌装系统和塑料挤出系统、3热水冷却、4车轮牵引、5冷水冷却、6履带牵引、7储线系统和收线系统组成。光纤在一定的放线张力下从放线架上放线,通过油枪进入主机挤压系统,再通过热水箱进入车轮牵引,在这个过程中,光纤直线运动。由于光纤浆料的触变性,在剪切力的作用下化学键断裂,光纤浆料的粘度降低,具有良好的流动性。光纤在热水箱段被拉直,没有余长形成或负余长形成。因为光纤受力时有一定的张力(一般< 1%),另一方面,光纤被车轮拉动时,光纤靠近束管内侧,相对于束管在光纤上方的长度为负。在冷水箱段,是形成多余长度的主要阶段,多余长度是由于冷却时束管收缩较大而形成的,抵消了之前的负多余长度,形成了所需的多余长度。绞合的光缆也形成一定的余长,束管比光缆长。给光纤足够的伸展空间。相对于光缆长度的束管可通过以下公式计算:L=1000/cosα (1)其中L为每千米光缆束管的长度m,α为光缆的扭转角度。TGα=π(φ1+φ2)/w(2)φ1为钢筋直径,φ2为束管直径,w为索距。从上面两个公式可以看出,光缆每公里实际束长比光缆长,长的部分可以用来提供部分多余长度。加上两组形成的余长,这两组形成了光缆的全部余长,为光缆提供了足够的拉伸窗口。对于中心束管光缆,由于成缆部分没有多余长度,所以在二次护套中多余长度较大。为光缆提供足够的拉伸窗口。因此,为不同用途的光缆设置相应的束余长度。第二,影响剩余长度的因素很多,既相互独立又相互联系。在第二套生产中,每个环节都不同程度地影响剩余长度。综上所述,影响余长的有以下几个方面。放线张力对余长的影响是张力越大,光纤的拉伸程度越大,热水箱中束管的负余长越大,最终余长越小。因此,在生产中,由于放线架不稳定或放线力过大,束管多余长度不稳定,束管内光纤长度相差较大。有些装置是主动放线,有些是被动放线,但不稳定的张力对光纤的余长有影响,被动放线影响更大。过剩张力是我们日常生产中调节过剩长度最常见的工艺参数之一,其调节对过剩长度的变化比较敏感。当过剩张力增加时,束管的过剩长度变小,反之,当调整张力时,过剩长度变大。调节多余张力是一种容易控制的调节方法,而且测量稳定,容易调节,但其调节范围不是很大,只能在小范围内调节多余张力。热水箱温度也是调节束管余长的主要工艺参数。当其他参数稳定时,多余长度会随着温度的升高而增加,反之亦然。热水的温度一般高于45℃,因为PBT的结晶温度一般高于45~50℃。如果热水温度太低,PBT结晶不良会影响其束的性能,后期束会大幅度收缩。热水和冷水之间的温差最终决定了管束的剩余长度。一般来说,温差越大,管束收缩越大,多余长度越大,反之亦然。油膏的性能也是影响余长稳定性的重要因素。在我们日常生产中,经常会看挤出机机头和热水箱之间的油膏液位的稳定性来判断束管余长的稳定性。软膏的粘度是决定剩余长度的重要因素。纤维糊的粘度与其加热温度成反比。温度升高时,纤维浆的粘度降低,纤维浆粘度对梁的余长影响很大。当光纤浆料的粘度达到一定程度时,束管的余长是不可控的,束管中每根光纤的余长可能变化很大。在生产过程中,纤维糊的化学键在受到剪切力时被破坏,粘度大大降低。纤维糊流动性好,符合生产要求。当剪切力去除后,经过一定时间后,其化学键会恢复,达到纤维糊不会流出束管的粘度。纤维糊的这种性质称为触变性。这可以满足束管生产中光纤糊粘度小,光纤能自由移动的要求,使光纤余长易于控制。粘度过大导致光纤难以移动,光纤多余长度难以控制。市面上常见的纤维糊有unigel。、DAE、韩糊,都有不同的粘度,不同的产品型号,以满足不同设备、不同类型产品的要求。有些设备的生产速度达到400米/分钟,所以对纤维糊的粘度有特殊要求。纤维糊挤出的模油针和纤维导向器对束管的余长也有一定的影响。油针或纤维导针的大小直接影响纤维糊的挤出稳定性。纤维糊挤压的稳定性决定了光纤的运动轨迹,所以一般的纤维糊挤压是不稳定的,表现在每根光纤的剩余长度差别很大。合适的模具配置也是决定束管余长的主要方面。不合理的模具配置,在使用两套时会将大量空气包裹在束管内,会使束管表面出现许多真空气泡,放置一段时间后束管内的气泡仍不消失,说明由于药膏液位不稳定,有空气卷入。在光缆成缆过程中,余长的形成主要来源于束管和光缆的相对长度。从公式1可以看出,光缆结构固定后,剩余长度由成缆时束管与芯线的扭转角度决定。一般来说,扭转角越大,剩余长度越大。从公式2可以看出,决定扭转角的因素是电缆的螺距。螺距越小,扭曲角越大,多余长度也越大。搁浅也是超长的一个重要来源。有的公司在生产第二套时故意形成零余长,这样通过成缆形成余长就足够了。第三,余长在实际应用中的意义。光缆在生产和使用过程中需要有一定的拉伸窗口,一般光缆为0.5%,自承式光缆为0.8-1.0%。拉伸窗口与多余长度和电缆间距有如下关系,如公式(3)所示。= 0(1+4πrn2/Sn2)+2π2(rn2-rmin 2)/Sn2(3),其中为光缆的拉伸窗口,0为束余长度,Sn绞合节距,rn为绞合半径(Rn= Rc+ Rt)),Rt为束半径,Rc,.光缆在生产、安装和运行时,会被拉伸一定的长度。光缆拉伸时,光纤不能受力,这就要求光缆有一定的拉伸窗口。拉伸窗口的大小直接决定了光缆的拉伸试验,因此拉伸试验是光缆试验中最重要的试验之一。在一些地区,气温全年变化很大。当光缆的工作温度发生变化时,光纤与光缆其他元件之间的热膨胀系数不同,光纤不能被外界拉扯,因此光缆必须有足够的拉伸窗口。我们每年生产的光缆的型式试验都是高低温,目的是防止工作温度变化时光缆受损。光缆的其他测试,如压扁、弯曲、耐冲击等,要求光缆中光纤有足够的余长。当光缆受到外力时,光纤可以得到足够的应变空间,这样光纤就不会受到外力的破坏。光纤余长是光缆生产中最重要的控制参数,直接决定了光缆的质量和性能,意义重大。影响剩余长度的因素很多,它们相互作用,相互联系。所以在我们的生产过程中,一定要了解各种影响因素是如何影响光缆的余长的,这样才能很好的控制生产。虽然光缆的生产已经非常成熟,但是在我们的实际生产中仍然存在问题,给光缆的生产带来了很大的损失。必须严格控制光缆生产的工艺参数,才能生产出一流的产品。