Kabel światłowodowy odporny na ciepło

Kabel światłowodowy odporny na ciepło

1.Ograniczenia temperatury kabla światłowodowego

Tradycyjne włókna optyczne składają się z rdzenia, pokrycia i osłony.Rdzeń i okładka określają jego właściwości optyczne i są zazwyczaj wytwarzane poprzez wyciąganie stopionego kwarcu w warunkach o temperaturze 2000 °CW procesie rysowania szkła kwarcowego na powierzchni nieuchronnie pozostają maleńkie pęknięcia.Te pęknięcia mogą szybko się rozszerzać lub nawet powodować awarię włókien pod różnymi obciążeniami środowiskowymi podczas użytkowaniaW związku z tym, gdy tylko powstaje gołe włókno, jest ono pokryte warstwą ochronną zwaną powłoką, która znacząco poprawia jego właściwości mechaniczne.co czyni go bardziej odpornym na gięcie i ciągnięcie.

Materiał powłoki składa się głównie z organosilikonu lub żywicy akrylowej, która jest przymocowana do gołego włókna za pomocą procesów takich jak ustawienie termiczne lub utwardzanie UV.niezależnie od tego, czy jest to żywica organosilikonowa, czy żywica akrylowaW przypadku, gdy temperatura użytkowania jest niższa niż 180 stopni, materiały rozkładają się.przemysł laserowy stawia wyższe wymagania w zakresie wydajności włókien optycznych w wysokich temperaturachZ tego względu przełamanie ograniczeń temperatury osłony może znacznie poszerzyć scenariusze zastosowań kabli światłowodowych.

Znaczenie ciepłoodpornego kabla światłowodowego polega na jego zdolności do utrzymania stabilnej zdolności przesyłowej w środowiskach o bardzo wysokiej temperaturze,który może rozwiązać problem łatwej awarii zwykłych kabli światłowodowych w środowiskach o wysokiej temperaturzePojawienie się tego rodzaju światłowodu znacznie rozszerzyło zastosowania światłowodowej komunikacji, zwłaszcza w gałęziach przemysłu takich jak petrochemikalia, energia, metalurgia, motoryzacja, lotnictwo,i inne, które wymagają długotrwałej pracy w środowiskach o wysokiej temperaturze.

Zgodnie z międzynarodowym zrozumieniem, scenariusze zastosowań włókien optycznych odpornych na ciepło są dość szerokie.kable optyczne do wysokiej jakości pomiarów temperatury muszą wytrzymać środowiska podziemne o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniuW przemyśle energetycznym, w którym nie można wykorzystać energii cieplnej, w których nie można wykorzystać energii cieplnej, w których nie można wykorzystać energii cieplnej, w których nie można wykorzystać energii cieplnej.monitorowanie temperatury i ciśnienia kotła w czasie rzeczywistym wymaga również stabilnej transmisji kabelów optycznych odpornych na ciepło.

Ponadto w przemyśle motoryzacyjnym 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 systemsW przemyśle lotniczym istnieje duże zapotrzebowanie na odporność na wysokie temperatury sprzętu komunikacyjnego,i wykorzystanie włókien optycznych odpornych na ciepło może poprawić niezawodność i stabilność sprzętu komunikacyjnego w środowiskach o wysokiej temperaturze.

2.Włókno optyczne o wysokiej temperaturze - poliamid

Polyimid (PI), o wyjątkowym zakresie temperatury od -190°C do +385°C, przeniknął do wszystkich aspektów naszego życia od czasu jego komercjalizacji przez DuPont w 1961 r.elastyczne obwody drukowane (FPC) powszechnie stosowane w produktach elektronicznych są wykonane z poliamidów jako podłoża, ponieważ muszą być poddane bezłowiemu lutowaniu w temperaturze 280 °CPonadto poliamid wytwarza się z włókien i tkanin, które można znaleźć w sprzęcie strażaków, astronautów i kierowców samochodów wyścigowych.

Kluczem do osiągnięcia odporności na wysokie temperatury w poliamidzie jest jego unikalna struktura molekularna.które czynią strukturę molekularną stosunkowo sztywnąJednocześnie wiązania kowalentne między grupami acylowymi a atomami azotu w cząsteczce są bardzo silne, co daje poliamidom doskonałą stabilność termiczną.

Niektóre specyficzne rodzaje poliamidów, takie jak bifenyl tetrakarboksylowy dianhydrid-p-fenylenodiamin (BPDA-PDA),może mieć temperaturę rozkładu termicznego przekraczającą 600°CTa wysoka stabilność termiczna sprawia, że poliamid jest idealnym materiałem powłokowym do produkcji cieplno odpornych kabli światłowodowych, znacząco poszerzając zakres temperatury zastosowania włókna.Kable światłowodowe wykonane z tego materiału są często określane jako włókna PI.

Masowa produkcja włókien PI nie jest łatwym zadaniem. Zazwyczaj powłoka włóknista wymaga zarówno warstw wewnętrznych, jak i zewnętrznych: warstwa wewnętrzna ma niski moduł buforowania,podczas gdy zewnętrzna warstwa ma wysoki moduł ochronyPolimid nie wydaje się posiadać tych cech.lub użyć tradycyjnej żywicy akrylowej do warstwy wewnętrznej i poliamidu do warstwy zewnętrznej, aby wytrzymać natychmiastowe wysokie i niskie temperaturyPonadto proces utwardzania poliamidów nie jest tak dojrzały, jak tradycyjne powłoki, dlatego nie może on przylegać równomiernie i mocno.,a ceny są zazwyczaj wyższe.

Proces osadzania poliamid na powierzchni włókna optycznego zazwyczaj obejmuje technologię osłony.gołe włókna są powoli zanurzane w roztworze poliamiduNastępnie włókno jest wyciągane z roztworu z kontrolowaną prędkością w celu kontrolowania grubości powłoki.Powierzchniowe napięcie i lepkość roztworu poliamidu są starannie regulowane w celu uzyskania gładkiej osłonyPo osłonięciu włókno jest utwardzane w podwyższonych temperaturach, aby połączyć cząsteczki poliamidów i zwiększyć właściwości mechaniczne osłony.

3Zalety i przeszkody kabelów optycznych odpornych na ciepło

Rozwój włókien optycznych odpornych na ciepło stworzył nowe możliwości dla różnych gałęzi przemysłu, które wymagają niezawodnej komunikacji w środowiskach o wysokiej temperaturze.Włókna te mają wiele zalet w porównaniu z konwencjonalnymi kablami światłowodowymi:

(1) Odporność na wysokie temperatury: Włókna optyczne odporne na ciepło mogą wytrzymać znacznie wyższe temperatury bez znaczącego pogorszenia lub uszkodzenia.Pozwala to na pracę w środowiskach, w których konwencjonalne włókna nie są odpowiednie.

(2) Niezawodne przesyłanie: wydajność optyczna włókien odpornych na ciepło pozostaje stabilna nawet w wysokich temperaturach.zapewnienie niezawodnej komunikacji w ekstremalnych warunkach.

(3) Rozszerzony zakres zastosowań: włókna odporne na ciepło poszerzają zakres zastosowań komunikacji światłowodowej, umożliwiając ich stosowanie w gałęziach przemysłu takich jak petrochemikalia, wytwarzanie energii, metalurgia,Ułatwiają monitorowanie w czasie rzeczywistym, transfer danych i komunikację w środowiskach o wysokiej temperaturze.

Pomimo korzyści włókna optyczne odporne na ciepło mają również pewne przeszkody:

(1) Złożoność produkcji: Produkcja włókien odpornych na ciepło wymaga specjalnych procesów ochronnych i materiałów.Odłożenie materiałów takich jak poliamid na kable światłowodowe jest trudne i wymaga precyzyjnej kontroli grubości osłony, jednolitość i przyczepność.

(2) Ograniczona dostępność: Obecnie tylko kilku producentów na całym świecie jest w stanie dostarczać kable światłowodowe odporne na ciepło.co prowadzi do wyższych cen w porównaniu z włóknami konwencjonalnymiZwiększone zapotrzebowanie i ulepszone metody produkcji mogą pomóc zwiększyć dostępność i obniżyć koszty w przyszłości.

(3) Właściwości mechaniczne:Przewody światłowodowe odporne na ciepło mogą mieć niższą wytrzymałość mechaniczną w porównaniu z tradycyjnymi włóknami ze względu na wyzwania związane z uzyskaniem silnej i jednolitej osłonyZapewnienie elastyczności i ochrony w zastosowaniach powłok pozostaje techniczną przeszkodą.

Zwalczanie tych przeszkód oraz dalsza poprawa wydajności i dostępności kabelów światłowodowych odpornych na ciepło przyczyni się do dalszych badań i rozwoju w tej dziedzinie.W miarę postępu technologii, możemy spodziewać się bardziej niezawodnych i opłacalnych rozwiązań, które zaspokoją rosnące zapotrzebowanie na niezawodne komunikacje o wysokiej temperaturze.