Puskurointiputkien ylipituus on kriittinen parametri säikeistetyn putkien valmistuksessavalokuitukaapelit, joka vaikuttaa suoraan mekaaniseen suorituskykyyn,{0}}pitkän aikavälin luotettavuuteen ja optisen signaalin eheyteen.
Toimintokuituoptiset puskuriputket
Puskuriputki on tyypillisesti valmistettu polybuteenitereftalaatista (PBT), ja se toimii kaapelin sydämen optisten kuitujen pääsuojavaipana. PBT on puolikiteinen kestomuovi, jolla on korkea lämmönkestävyys, mekaaninen sitkeys ja väsymiskestävyys. PBT:n ominaisuudet mahdollistavat nopean kiteytymisen, jolloin saavutetaan jopa 40 %:n kiteisyys suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa, mikä tekee siitä ihanteellisen nopean -ekstruusioprosesseihin kaapelien valmistuksessa.
Valmistusprosessin aikana puskurointiprosessiin kuuluu värillisten optisten kuitujen pinnoittaminen sulalla PBT:llä putken muodostamiseksi. Kriittisin tämän kierretyn kaapeliyksikön laatuun vaikuttava parametri on puskuriputken "ylimääräinen pituus". Ylipituus viittaa siihen, että päällystetty optinen kuitu on hieman pidempi kuin itse putki. Tämä pituusero varmistaa, että optinen kuitu pysyy jännitysti-vapaana jännityksissä, kuten kaapelin kiertymisessä, venymisessä, taivutuksessa ja puristumisessa, ja säilyttää vakaan suorituskyvyn lämpötilan kiertotestien aikana. Viime kädessä se estää liiallisen optisen vaimennuksen kaapelin koko käyttöiän ajan.
kuituoptiset puskuriputket Prosessin yleiskatsausjaPerusperiaate
PBT-pelletit sulatetaan ekstruuderissa viskoosiksi sulateeksi, joka puristetaan liimaussuuttimen läpi ja samalla peitetään täyteaineella täytetty optinen kuitu, jolloin muodostuu irtonainen PBT-putki.
Tyypillinen tuotantolinja koostuu seuraavista: maksu-jalusta → staattinen erotin → suulakepuristus ja mitoitus → kuumavesisäiliö → pääkonttori → ensisijainen jäähdytys → toissijainen jäähdytys → halkaisijamittari → tulostin → vastaanottokela-.
Kriittinen osa, joka määrittää ylimääräisen pituuden (EL) vakauden, sijaitsee kuumavesisäiliön ulostulon ja pääakselin välissä. Tässä osiossa kerrotaan, onko kiteytys kehittynyt riittävästi, vapautuuko sisäinen jännitys riittävästi ja ilmeneekö{1}}kutistumisongelmia.
kuituoptiset puskuriputket Perusperiaate
(Kuumavesisäiliössä) Suuntauksen ja jäännössisäisen jännityksen muodostuminen kuumavenytyksessä
Kuumavesisäiliössä putki on korkeassa-lämpötilassa venytetyssä ja amorfisessa tilassa. Polymeerin molekyyliketjut asettuvat kohdakkain, mikä synnyttää merkittävää sisäänvetyvää (kutistuvaa) sisäistä jännitystä.
(Kuuma---siirtymä pääakselin ympärillä) Kiteytyskutistuminen vapauttaa jännitystä ja muodostaa EL
Kun putki tulee pääjohtimen alueelle, se kokee lämpötilan laskun pysyen silti lasittumislämpötilan (Tg) yläpuolella. Näissä olosuhteissa voi tapahtua ytimien muodostumista ja kiteiden kasvua, ja PBT alkaa kiteytyä. Kiteytysprosessi vapauttaa jäännösjännityksen ja indusoi kiteytyskutistumista, jolloin putken ja kuidun välille muodostuu suhteellinen pituusero, josta tulee lopullinen ylipituus (EL). Jos lämpötila laskee liian nopeasti, kiteytyminen voi keskeytyä ja rakenne "jäätyy" ennen kuin kiteytys voi edetä, jolloin putkeen jää jäännösjännitys.
Epätäydellinen kiteytyminen → jäännösjännitys jäähtynyt jäähdytyksen seurauksena → jälki{0}}kutistuminen
Jos jäähtymisen intensiteetti tai viipymäaika kapstanin siirtymävyöhykkeellä on riittämätön, kiteytyminen jää epätäydelliseksi ja jäännösjännitys ei vapaudu täysin. Kylmävesisäiliöön saapumisen jälkeen (T paljon pienempi kuin Tg, tyypillisesti 14–20 astetta) segmenttien liikkuvuus on voimakkaasti rajoitettua ja kiteytyminen on suurelta osin pysähtynyt; jäännösjännitys on kuitenkin "lukossa". Käyttöönoton jälkeen tämä jäännösjännitys jatkaa rentoutumista ajan myötä, mikä aiheuttaa putken kutistumista, mikä ilmenee EL:n asteittaisena lisääntymisenä ajan myötä.
Lisävaikutus: väliaikainen negatiivinen EL, joka johtuu epä{0}}keskikuitureitistä ohjauspyörissä
Kun puskuroitu kuitu kulkee ohjauspyörien yli, jännitys voi saada kuidun valumaan putken sisäpuolelta -keskipisteeseen, mikä luo lyhytaikaisen-geometrisen tilan negatiiviselle EL:lle. Myöhempi kiteytyskutistuminen eliminoi ensin tämän negatiivisen EL:n ja muodostaa sitten vakaan positiivisen EL:n.
Ydinprosessin osa-on saavuttaa korkeampi kiteisyysaste valmistuksen aikana, mikä mahdollistaa kuuman-jäännösjännityksen vapautumisen verkossa ja minimoi jälkeisen-kutistumisen. Tämä johtaa pienempään, vakaampaan ja ennustettavampaan EL:ään. Toisin sanoen kylmävesisäiliö "jäädyttää tuloksen", kun taas kuuman -kylmän-muutos pääjohtimen ympärillä määrittää "tuloksen laadun".
kuituoptiset puskuriputket Keskeiset vaikuttavat tekijät
Uskomme, että tärkeimmät valokaapelin ylipituuteen vaikuttavat tekijät ovat pääasiassa kahden asian ympärillä:
① PBT-letkun{0}}linjan kiteytymis- ja kutistumisaste, joka määrittää, kuinka paljon letku lyhenee.
② Valokuidun ja letkun välinen jännitys tai reittiero valmistusprosessin aikana, mikä määrittää kuinka paljon kuitua venytetään ja kuinka pitkä sen reitti on.
Tämä edellyttää keskittymistä neljään avaintekijään.
Maksa-pois jännitys
Kun hyötyjännitys- on suurempi, kuidulla on taipumus pysyä suorempana ja mekaanisesti liitettynä putkeen, mikä vaikeuttaa suuren ylimäärän luomista. Tämän seurauksena lopullinen ylimääräinen pituus yleensä pienenee.
Take{0}}Up / Capstan Tension
Pääkiinnitys- ja vastaanottojärjestelmän aiheuttama jännitys-vaikuttaa linjan kokonaisjännitykseen ja kuidun ja putken väliseen mekaaniseen vuorovaikutukseen. Suuremmalla -vastusjännityksellä on taipumus tukahduttaa suhteellinen liukuminen kuidun ja putken välillä, mikä yleensä vähentää saavutettavissa olevaa ylimääräistä pituutta ja tekee putkesta vähemmän kykenevän "vapauttamaan" ylimääräistä pituutta kutistumisen aikana.
Lämpöprofiili kuumasta---kylmäksi
Putken lämpöhistoria, erityisesti jäähtymiskäyttäytyminen ja viipymäaika, kun polymeeri pysyy lasittumislämpötilansa yläpuolella, säätelee kiteytymisen kehitystä ja jäännösjännityksen rentoutumisen laajuutta. Kun kiteytyminen on täydellisempää valmistuksen aikana, jäännöskutistumisjännitys minimoituu ja tuloksena oleva ylipituus muuttuu vakaammaksi ja ennustettavammaksi, ja tuotannon jälkeinen lisäys on-vähemmän.
Täyteaineen viskositeetti
Jos yhdisteen viskositeetti on alhainen, kuitu voi liikkua vapaammin, jolloin ylimääräinen pituus on helpompi määrittää ja säätää. Jos viskositeetti on korkea, kuitujen liike rajoittuu, ylimääräisen pituuden muodostuminen vaikeutuu ja prosessista tulee herkempi jännityksen vaihteluille. Sen vuoksi vakaan ja tasaisen viskositeetin säilyttäminen koko suulakepuristuksen ajan on välttämätöntä vaihtelun minimoimiseksi ja toistettavan ylimääräisen pituuden hallinnan saavuttamiseksi.
Ekstruusio- ja meistiparametrien kytketyt vaikutukset EL:ään
Sulamislämpötila
Sulalämpötila vaikuttaa EL:ään kolmen ensisijaisen mekanismin kautta.
Viskositeetti ja orientaatiorasitustaso
Alemmissa sulamislämpötiloissa viskositeetti kasvaa ja leikkausjännitys suulakkeella ja liimausvyöhykkeellä kasvaa. Tämä edistää vahvempaa molekyyliorientaatiota ja säilyttää enemmän jäännösjännitystä. Suurempi jäännösjännitys jättää enemmän tilaa linjan ulkopuoliselle-kutistumiselle, mikä tekee EL:stä alttiimman ajasta-riippuvaiselle ajautumalle.
Lämpöhistoria lukituspisteessä
Sulamislämpötila määrittää putken alkulämpöenergian sen poistuessa suulakkeesta, jolloin se muokkaa lämpötilaprofiilia ennen ja jälkeen veto-{0}}pois-osion. Lukituskohta syntyy, kun putki-kuituliitos tulee tarpeeksi vahvaksi estämään suhteellisen liukumisen. Tämän lukituskohdan lämpötila ja sijainti määräävät, kuinka paljon kiteytymistä ja kutistumista voi vielä tapahtua lukituksen jälkeen. Korkeammissa sulamislämpötiloissa lukituspisteellä on taipumus tapahtua myöhemmin ja korkeammassa putken lämpötilassa. Lisää kiteytyskutistumista voi sitten kehittyä lukituksen jälkeen, mikä nostaa EL-keskiarvoa ja lisää herkkyyttä alavirran jäähdytysolosuhteille.
Ekstruusiopaine ja vaihtelun lähteet
Alemmissa sulamislämpötiloissa suulakepuristuspaine kasvaa ja tulee herkemmäksi ruuvin ja suutinpään aiheuttamille häiriöille, mikä voi johtaa teho- ja mittavaihteluihin. Mittojen vaihtelu muuttaa kuidun ja putken välistä kitkavuorovaikutusta, mikä usein näkyy suurempina lyhytaikaisina EL-vaihteluina. Vakaan sulamislämpötila--ikkunan ansiosta EL-vaihtelua on yleensä helpompi vaimentaa.
kuituoptiset puskuriputket/Pudotussuhde
Vetosuhde määrää putken muodostuksen aikana syntyvän aksiaalisen venytyksen ja on yksi vaikuttavimmista EL:n vakauden herkkyysvahvistimista.
Suunta ja jälki{0}}kutistuminen
Korkeampi vetosuhde tarkoittaa, että putki luottaa enemmän aksiaaliseen venytykseen saavuttaakseen tavoitemitat, mikä tuottaa vahvemman aksiaalisen suuntautumisen ja suuremman jäännösjännityksen. Puolikiteisten polymeerien kohdalla orientaatio ja jännitystila vaikuttavat voimakkaasti kiteytyskinetiikkaan ja myöhempään relaksaatiokäyttäytymiseen. Seurauksena on, että kutistumisen liikkeellepaneva voimat voivat jatkua käyttöönoton jälkeen, jolloin EL kasvaa todennäköisemmin ajan myötä (kutistumisryömintä-jälkeen).
Muutos tehokkaassa kiteytysajassa
Suurempi linjan nopeus lyhentää viipymisaikaa kuuma{0}}vesisäiliössä ja siirtymävyöhykkeessä, mikä vähentää todennäköisyyttä riittävän-linjan kiteytymisen saavuttamiseksi. Epätäydellinen kiteytyminen tarkoittaa, että jännitysrelaksaatio ei ole päättynyt ja se "jäätyy" nopeasti jäähtymisen aikana. Myöhempi rentoutuminen ja kutistuminen tapahtuu sitten varastoinnin tai testauksen aikana, mikä heikentää EL:n aikastabiilisuutta.
Putki-kuituliitoksen kunnon muutos
Vetosuhteen muutokset muokkaavat myös linjan yleistä jännitysjakaumaa ja kuidun ja putken välisen kitkakytkennän vahvuutta. Vahvempi kytkentä vähentää suhteellista liukumista, mikä tekee kuidun todennäköisemmin kantavan putken. Tämä vaikeuttaa tehokkaan ylipituuden määrittämistä, mikä johtaa alhaisempaan EL-keskiarvoon ja suurempaan herkkyyteen jännityshäiriöille. Heikompi kytkentä mahdollistaa enemmän liukumista, mikä tekee EL:n muodostamisesta helpompaa, mutta lisää myös riippuvuutta täyttö-yhdisteen viskositeetin stabiilisuudesta ja kuitutien häiriöistä.
kuituoptiset puskuriputket/Mitoitusmenetelmä
Mitoitusmenetelmän tärkein vaikutus EL:ään ei ole pelkästään halkaisijan säätökyky, vaan jäähdytyksen käynnistystila ja kitkavastus. Nämä tekijät määräävät, kokeeko putki ylimääräistä aksiaalista rajoitusta korkeassa lämpötilassa ja lukittuuko nopea ihon muodostuminen jäännösjännitykseen ennenaikaisesti.
Yhteystietojen mitoitus
Koskettimen mitoitus tarjoaa voimakkaan mittarajoituksen, mutta suora kitka putken ja metallisen kalibraattorin välillä lisää aksiaalista vastusta, mikä lisää kuuma{0}}tilan suuntausta ja jäännösjännitystä. Lisäksi korkea lämmön-siirtotehokkuus nopeuttaa ihon muodostumista, mikä tekee jäännösjännityksen lukkiutumisesta todennäköisemmin kiinni. Tyypillinen tulos on parempi mittojen vakaus, mutta lisääntynyt EL-vaihtelu ja suurempi kutistumisen jälkeisen-poikkeaman riski.
Kontaktiton koon-mittaus
Kosketukseton{0}}mitoitus vähentää kitkavastusta, mikä auttaa vähentämään jäännösjännitystä ja parantaa pitkän-EL-vakautta. Se on kuitenkin herkempi vesi-kalvon jatkuvuudelle, tyhjiön vaihteluille ja jäähdytyksen tasaisuudelle. Pienet häiriöt vesikalvossa tai alipaineessa voivat muuttua mitta- ja jäähdytysnopeuden vaihteluiksi, mikä edelleen muuttaa putken ja kuidun välisiä kitkaolosuhteita. Tämä ilmenee usein korkeampana lyhytaikaisena-EL-kohinana ja useammin ohimenevänä "negatiivisena EL"-käyttäytymisenä.
Hybridi mitoitus
Hybridimitoituksen tavoitteena on saavuttaa sekä vahva mittojen hallinta että pieni kitkavastus, mikä tekee siitä sopivan suuriin{0}}nopeisiin olosuhteisiin, joissa vaaditaan sekä vakautta että heilahtelun vaimentamista. Sen suorituskyky riippuu mitoituksesta ja tyhjiön ja/tai vesikalvon{2}hallinnan tehokkuudesta.
kuituoptiset puskuriputket/Tyhjiön taso
Tyhjiötason vaikutus EL:ään heijastaa pääasiassa kahta rajaehtoa: kitkavastusta putkesta-kalibraattorikosketukseen- ja lämmön-siirtointensiteettiin, joka ohjaa ihon muodostumista ja jännityksen jäätymistä.
Tyypillisiä ominaisuuksia korkeammassa tyhjiössä
Putki kiinnittyy tiukemmin mitoituslaitteeseen, mikä parantaa mittapysyvyyttä. Suurempi kosketuspaine kuitenkin lisää kitkavastusta ja lisää aksiaalista rajoitusta kuumassa tilassa, mikä johtaa suurempaan jäännösjännitykseen. Voimakkaampi lämmönsiirto nopeuttaa myös ihon muodostumista, jolloin kiteytys- ja rentoutumisprosessit jäätyvät aikaisemmin. Tämä lisää todennäköisyyttä, että jäännösjännitys vapautuu-off-line-tilassa. Tuloksena on tyypillisesti "jäykempi" EL-keskiarvo, mutta suurempi riski ajasta{5}}riippuvaan ajautumiseen.
Tyypillisiä ominaisuuksia alemmassa tyhjiössä
Pienempi kitkavastus auttaa vähentämään jäännösjännitystä ja lieventää{0}}kutistumisen jälkeistä siirtymää. Mittojen stabiilius tulee kuitenkin enemmän riippuvaiseksi putken itse-kannattamisesta ja vesikalvon tai suihkujäähdytyksen vakaudesta. Ovaliteetti ja seinämän-paksuuden vaihtelut kasvavat todennäköisemmin, mikä lisää EL-kohinaa. Kaiken kaikkiaan ajautuminen on pienempi, mutta lyhyen ajan-vaihtelu on suurempi.