Термостойкие оптические волокна кабеля

Термостойкие оптические волокна кабеля

1.Температурные ограничения оптоволоконного кабеля

Обычное оптическое волокно состоит из ядра, облицовки и экрана.Ядро и облицовка определяют его оптические характеристики и обычно изготавливаются путем нанесения расплавленного кварца в среде 2000 °CВо время процесса нанесения кварцевого стекла неизбежно остаются крошечные трещины на поверхности.Эти трещины могут быстро расширяться или даже вызывать отказ волокна при различных воздействиях окружающей среды во время использованияПоэтому, как только получено обнаженное волокно, оно покрывается защитным слоем, называемым покрытием, которое значительно улучшает его механические свойства.что делает его более устойчивым к изгибу и тяну.

Материал оболочки состоит в основном из органосилициона или акриловой смолы, которая прикрепляется к голым волокнам с помощью таких процессов, как термическое установление или ультрафиолетовое отверждение.не зависимо от того, является ли это органосиликоновой или акриловой смолойЕсли выйти выше этой температуры, материалы будут разлагаться.и лазерная промышленность предъявляют более высокие требования к высокотемпературным характеристикам оптических волоконТаким образом, преодоление температурных ограничений оболочки может значительно расширить сценарии применения волоконно-оптических кабелей.

Значение теплоустойчивого оптического волоконного кабеля заключается в его способности поддерживать стабильную способность передачи в условиях чрезвычайно высокой температуры.который может решить проблему легкого отказа обычных волоконно-оптических кабелей в условиях высокой температурыПоявление такого вида волокон значительно расширило применение волоконно-оптической связи, особенно в таких отраслях промышленности, как нефтехимия, энергетика, металлургия, автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность,и другие, требующие длительной работы в условиях высокой температуры.

Согласно международному пониманию, сценарии применения теплоустойчивых оптических волокон довольно обширны.оптические кабели для высококачественного измерения температуры должны выдерживать подземные условия с высокой температурой и высоким давлением, что требует использования теплоустойчивых волоконно-оптических кабелей.мониторинг температуры и давления котла в режиме реального времени также требует стабильной передачи теплостойких оптических кабелей.

Кроме того, в автомобильной промышленности heat-resistant fiber optic cables are used in on-board communication and entertainment systems to ensure stable information transmission in high-temperature environments such as engines and exhaust systemsВ аэрокосмической отрасли существует высокий спрос на высокотемпературную устойчивость коммуникационного оборудования.и использование теплоустойчивых оптических волокон может улучшить надежность и стабильность оборудования связи в условиях высокой температуры.

2.Высокотемпературные оптические волокна - полимид

Полиамид (ПИ), с его выдающимся температурным диапазоном от -190°C до +385°C, пронизывает все аспекты нашей жизни с момента его коммерциализации компанией DuPont в 1961 году.гибкие печатные схемы (FPC), обычно используемые в электронных продуктах, изготавливаются из полимида в качестве субстрата, поскольку они должны быть включены в безсвинцовую сварку при 280 °CКроме того, полиамид изготавливается из волокон и тканей, которые можно найти в снаряжении пожарных, астронавтов и гонщиков.

Ключ к достижению высокотемпературной устойчивости полиимида заключается в его уникальной молекулярной структуре.которые делают молекулярную структуру относительно жесткойВ то же время ковалентные связи между ациловыми группами и атомами азота в молекуле очень сильны, что дает полимиду отличную тепловую устойчивость.

Некоторые специфические типы полимида, такие как бифенил тетракарбоксильный диангидрид-п-фенилендиамин (BPDA-PDA),может иметь температуру теплового разложения более 600°CЭта высокая тепловая устойчивость делает полиамид идеальным материалом покрытия для производства теплоустойчивых оптических волоконных кабелей, значительно расширяя температурный диапазон применения волокна.Оптические волоконные кабели, изготовленные из этого материала, часто называют PI-волокнами.

Массовое производство ПИ-волокна не является легкой задачей.в то время как внешний слой имеет высокий модуль защитыПолиамид, по-видимому, не обладает этими характеристиками.или использовать традиционную акриловую смолу для внутреннего слоя и полимид для внешнего слоя, чтобы выдержать непосредственные высокие и низкие температурыКроме того, процесс отверждения полиамида не так зрелый, как традиционные покрытия, поэтому он не может придерживаться равномерно и твердо.,и цены обычно выше.

Процесс отложения полимида на поверхность оптического волокна обычно включает в себя технологию экранирования.голые волокна медленно погружаются в раствор полимидаЗатем волокно вытаскивается из раствора с контролируемой скоростью, чтобы контролировать толщину покрытия.Поверхностное напряжение и вязкость раствора полиамида тщательно регулируются, чтобы достичь гладкого экранаПосле ограждения волокно отверждается при повышенной температуре, чтобы перекрестно связать молекулы полимида и улучшить механические свойства ограждения.

3Преимущества и препятствия теплостойких оптических кабелей

Разработка теплоустойчивых оптических волокон открыла новые возможности для различных отраслей промышленности, которые требуют надежной связи в условиях высокой температуры.Эти волокна имеют ряд преимуществ по сравнению с обычными оптическими кабелями:

(1) Устойчивость к высоким температурам: теплостойкие оптические волокна могут выдерживать гораздо более высокие температуры без значительного ухудшения или отказа.Это позволяет им работать в среде, где обычные волокна не подходят.

(2) Надежная передача: оптические характеристики теплоустойчивых волокон остаются стабильными даже при высоких температурах.обеспечение надежной связи в экстремальных условиях.

(3) Расширенный диапазон применения: теплоустойчивые волокна расширяют применение волоконно-оптической связи, позволяя им использоваться в таких отраслях промышленности, как нефтехимия, производство электроэнергии, металлургия,Они облегчают мониторинг в режиме реального времени, передачу данных и связь в условиях высокой температуры.

Несмотря на преимущества, оптоволоконные волокна, устойчивые к теплу, также сталкиваются с препятствиями:

(1) Сложность изготовления: производство теплостойких волокон требует специальных защитных процессов и материалов.Осаждение таких материалов, как полимид, на оптические волоконные кабели является сложной задачей и требует точного контроля толщины экрана, однородность и сцепление.

(2) Ограниченный доступ: в настоящее время лишь несколько производителей по всему миру могут поставлять теплоустойчивые оптико-волоконные кабели.что приводит к более высоким ценам по сравнению с обычными волокнамиУвеличение спроса и улучшение методов производства могут помочь увеличить доступность и снизить затраты в будущем.

(3) Механические свойства:Теплоустойчивые кабели из оптических волокон могут иметь более низкую механическую прочность по сравнению с обычными волокнами из-за проблем, связанных с достижением сильной и равномерной защитыОбеспечение гибкости и защиты при применении покрытий остается техническим препятствием.

Решение об устранении этих препятствий и дальнейшее улучшение производительности и доступности теплоустойчивых волоконно-оптических кабелей будет способствовать дальнейшим исследованиям и разработкам в этой области.По мере развития технологий, мы можем ожидать более надежных и экономически эффективных решений для удовлетворения растущего спроса на надежную высокотемпературную связь.