Per didelis buferinių vamzdžių ilgis yra kritinis parametras gaminant suvytusiusšviesolaidiniai kabeliai, turinčios tiesioginės įtakos mechaniniam veikimui,{0}}ilgalaikiam patikimumui ir optinio signalo vientisumui.
Funkcijašviesolaidiniai buferiniai vamzdeliai
Buferinis vamzdelis paprastai yra pagamintas iš polibutileno tereftalato (PBT) ir yra pagrindinis kabelio šerdies optinių skaidulų apsauginis apvalkalas. PBT yra pusiau -kristalinis termoplastas, pasižymintis dideliu atsparumu karščiui, mechaniniu tvirtumu ir atsparumu nuovargiui. PBT savybės leidžia greitai kristalizuotis, o esant santykinai žemai temperatūrai pasiekiamas iki 40 % kristališkumas, todėl jis idealiai tinka didelio greičio ekstruzijos procesams kabelių gamyboje.
Gamybos proceso metu buferinis procesas apima spalvotų optinių skaidulų padengimą išlydytu PBT, kad susidarytų vamzdelis. Svarbiausias parametras, turintis įtakos šio suvynioto kabelio įrenginio kokybei, yra buferinio vamzdžio „perteklinis ilgis“. Pernelyg didelis ilgis reiškia tai, kad padengtas optinis pluoštas yra šiek tiek ilgesnis už patį vamzdelį. Šis ilgio skirtumas užtikrina, kad optinis pluoštas išliks neįtemptas-atsižvelgiant į įtempius, pvz., kabelio sukimąsi, tempimą, lenkimą ir suspaudimą, ir išlaiko stabilų veikimą atliekant temperatūros ciklo bandymus. Galiausiai jis apsaugo nuo pernelyg didelio optinio slopinimo per visą kabelio eksploatavimo laiką.
šviesolaidiniai buferiniai vamzdeliai Proceso apžvalgairPagrindinis principas
PBT granulės išlydomos ekstruderyje, kad susidarytų klampus lydalas, kuris išspaudžiamas per dydžio formavimo štampą, tuo pat metu apdengiant optinį pluoštą, kuris buvo užpildytas užpildo mišiniu, ir taip susidaro PBT birus vamzdelis.
Įprastą gamybos liniją sudaro: apmokėjimo-stovas → statinis šalintuvas → ekstruzija ir dydžio nustatymas → karšto vandens bakas → pagrindinis velenas → pirminis aušinimas → antrinis aušinimas → skersmens matuoklis → spausdintuvas → paėmimo-ritė.
Kritinė dalis, nustatanti perteklinio ilgio (EL) stabilumą, yra tarp karšto vandens rezervuaro išleidimo angos ir pagrindinio kampo. Šiame skyriuje aprašoma, ar kristalizacija pakankamai išsivysčiusi, ar tinkamai pašalintas vidinis įtempis ir ar neatsiras po{1}}susitraukimo problemų.
šviesolaidiniai buferiniai vamzdeliai Pagrindinis principas
(Karšto vandens rezervuare) Orientacijos ir liekamojo vidinio įtempio formavimas karšto tempimo metu
Karšto vandens rezervuare vamzdis yra aukštoje{0}}temperatūroje ištemptas ir orientuotas į amorfinę būseną. Polimero molekulinės grandinės susilygina, sukurdamos didelį traukiamąjį (susitraukimą) vidinį įtempį.
(Karšto{0}}į-šalto perėjimas aplink pagrindinį atramą) Dėl kristalizacijos susitraukimo pašalinamas stresas ir susidaro EL
Vamzdžiui patekus į pagrindinę kabliuko sritį, jo temperatūra nukrenta, tačiau išlieka virš stiklėjimo temperatūros (Tg). Esant tokioms sąlygoms, gali atsirasti branduolių susidarymas ir kristalų augimas, o PBT pradeda kristalizuotis. Kristalizacijos procesas atpalaiduoja liekamąjį įtempį ir sukelia kristalizacijos susitraukimą, taip sukuriant santykinį vamzdžio ir pluošto ilgio skirtumą, kuris tampa galutiniu pertekliniu ilgiu (EL). Jei temperatūra nukrenta per greitai, kristalizacija gali būti nutraukta ir struktūra „užšaldoma“, kol kristalizacija gali prasidėti, todėl vamzdyje išlieka liekamasis įtempis.
Nebaigta kristalizacija → liekamasis įtempis užšaldytas aušinant → po-susitraukimas
Jei aušinimo intensyvumas arba buvimo laikas perėjimo zonoje yra nepakankamas, kristalizacija lieka neužbaigta ir liekamasis įtempis nėra visiškai pašalintas. Patekus į šalto vandens rezervuarą (T daug mažesnis nei Tg, paprastai 14–20 laipsnių), segmentų mobilumas yra labai apribotas ir kristalizacija iš esmės sustabdoma; tačiau liekamasis įtempis yra „užrakintas“. Paėmus-, šis liekamasis stresas laikui bėgant ir toliau atsipalaiduoja, sukeldamas tolesnį vamzdelio susitraukimą, kuris pasireiškia kaip laipsniškas EL padidėjimas laikui bėgant.
Papildomas poveikis: laikinas neigiamas EL, kurią sukelia ne{0}}centrinis pluošto nukreipimas ties kreipiamaisiais ratais
Kai buferinis pluoštas pereina per kreipiamuosius ratus, dėl įtempimo pluoštas gali nutekėti{0}}centre vamzdžio viduje, todėl susidaro trumpalaikė neigiamo EL geometrinė sąlyga. Vėlesnis kristalizacijos susitraukimas pirmiausia pašalins šį neigiamą EL ir tada nustatys stabilų teigiamą EL.
Pagrindinis procesas žino,{0}}kaip pasiekti aukštesnį kristališkumo laipsnį gamybos metu, kad būtų galima išlaisvinti karštojo-tempimo liekamąjį įtempį tinkle ir sumažinti po-susitraukimą. Dėl to EL yra mažesnė, stabilesnė ir nuspėjama. Kitaip tariant, šalto vandens bakas „užšaldo rezultatą“, o karšto{5}}į-šalto perėjimas aplink pagrindinį kampą lemia „rezultato kokybę“.
šviesolaidiniai buferiniai vamzdeliai Pagrindiniai įtakos veiksniai
Manome, kad svarbiausi veiksniai, turintys įtakos šviesolaidinio kabelio pertekliui, iš esmės yra susiję su dviem dalykais:
① Linijinės kristalizacijos-laipsnis ir PBT vamzdelių susitraukimas, kuris lemia, kiek vamzdeliai sutrumpėja.
② Įtempimo arba kelio skirtumas tarp optinio pluošto ir vamzdelio gamybos proceso metu, kuris lemia, kiek pluoštas ištemptas ir kiek ilgis yra jo kelias.
Tam reikia sutelkti dėmesį į keturis pagrindinius veiksnius.
Atlyginkite{0}}įtampą
Kai atsipirkimo{0}}įtempimas yra didesnis, pluoštas linkęs likti tiesesnis ir labiau mechaniškai sujungtas su vamzdeliu, todėl sunku sukurti didelį perteklinį ilgį. Dėl to galutinis perteklinis ilgis paprastai tampa mažesnis.
Pakilimas- / įtempimas
Įtampa, kurią sukelia pagrindinė traukimo ir paėmimo sistema, įtakoja bendrą linijos įtempimą ir mechaninę pluošto ir vamzdžio sąveiką. Didesnė paėmimo įtampa linkusi slopinti santykinį slydimą tarp pluošto ir vamzdelio, o tai paprastai sumažina pasiekiamą perteklinį ilgį ir sumažina vamzdžio gebėjimą „atleisti“ perteklinį ilgį susitraukimo metu.
Perėjimo nuo karšto{0}}į-šalto terminis profilis
Vamzdžio šiluminė istorija, ypač aušinimo elgsena ir buvimo laikas, kol polimeras išlieka aukštesnis nei jo stiklėjimo temperatūra, lemia kristalizacijos vystymąsi ir liekamojo įtempio atsipalaidavimo mastą. Kai kristalizacija baigiasi gamybos metu, liekamasis susitraukimo įtempis sumažinamas iki minimumo, o susidaręs perteklinis ilgis tampa stabilesnis ir labiau nuspėjamas, o po{1}}gamybos padidėja mažiau.
Užpildo mišinio klampumas
Jei junginio klampumas mažas, pluoštas gali judėti laisviau, todėl perteklinį ilgį lengviau nustatyti ir reguliuoti. Jei klampumas didelis, ribojamas pluošto judėjimas, sunkiau susidaro perteklinis ilgis, o procesas tampa jautresnis įtempimo svyravimams. Todėl norint sumažinti kintamumą ir pasiekti pakartojamą perteklinio ilgio kontrolę, būtina išlaikyti stabilų ir pastovų klampumą ekstruzijos metu.
Susietas ekstruzijos ir štampavimo parametrų poveikis EL
Lydymosi temperatūra
Lydymosi temperatūra veikia EL per tris pagrindinius mechanizmus.
Klampumas ir orientacinio streso lygis
Esant žemesnei lydymosi temperatūrai, padidėja klampumas, o šlyties įtempis štampavimo ir dydžio nustatymo zonoje tampa didesnis. Tai skatina stipresnę molekulinę orientaciją ir išlaiko didesnį liekamąjį įtampą. Didesnis liekamasis įtempis palieka daugiau erdvės ne{2}}linijos susitraukimui, todėl EL yra labiau linkusi-priklausomai nuo laiko.
Šiluminė istorija užrakinimo taške
Lydymosi temperatūra nustato pradinę vamzdžio šiluminę energiją, kai jis išeina iš matricos, ir taip formuoja temperatūros profilį prieš ir po ištraukimo{0}}skilties. Užrakinimo taškas atsiranda, kai vamzdžio ir pluošto jungtis tampa pakankamai stipri, kad slopintų santykinį slydimą. Šio fiksavimo taško temperatūra ir vieta lemia, kiek kristalizacijos ir susitraukimo dar gali įvykti po užrakinimo. Esant aukštesnei lydymosi temperatūrai, fiksavimo taškas paprastai atsiranda vėliau ir esant aukštesnei vamzdžio temperatūrai. Tada po užrakinimo gali atsirasti daugiau kristalizacijos susitraukimo, padidinant EL vidutinę vertę ir padidinant jautrumą pasroviui aušinimo sąlygoms.
Ekstruzijos slėgis ir svyravimų šaltiniai
Esant žemesnei lydymosi temperatūrai, ekstruzijos slėgis didėja ir tampa jautresnis varžto ir štampavimo galvutės trikdžiams, dėl kurių gali atsirasti galios ir matmenų svyravimų. Matmenų kitimas keičia trinties sąveiką tarp pluošto ir vamzdelio, dažnai pasireiškiantis kaip didesni trumpalaikiai EL svyravimai. Naudojant stabilų lydymosi-temperatūros langą, EL kintamumą paprastai lengviau slopinti.
šviesolaidiniai buferiniai vamzdeliaiišSumažinimo koeficientas
Ištraukimo koeficientas lemia ašinį tempimą, atsirandantį formuojant vamzdį, ir yra vienas iš įtakingiausių jautrumo stiprintuvų EL stabilumui.
Orientacija ir po{0}}susitraukimas
Didesnis ištraukimo koeficientas reiškia, kad vamzdis labiau priklauso nuo ašinio tempimo, kad pasiektų tikslinius matmenis, todėl susidaro stipresnė ašinė orientacija ir didesnis liekamasis įtempis. Pusiau kristalinių polimerų orientacija ir įtempių būsena stipriai veikia kristalizacijos kinetiką ir vėlesnį atsipalaidavimo elgesį. Dėl to susitraukimo varomosios jėgos gali išlikti po paėmimo-, todėl laikui bėgant EL didės (po-susitraukimo poslinkis).
Efektyvaus kristalizacijos laiko pasikeitimas
Didesnis linijos greitis sumažina buvimo karšto -vandens rezervuare ir pereinamojoje zonoje laiką, todėl sumažėja tikimybė, kad bus pakankamai kristalizacijos linijoje. Nebaigta kristalizacija reiškia, kad streso atsipalaidavimas nebuvo baigtas ir greitai „užšąla“ aušinant. Vėliau saugojimo ar bandymo metu atsiranda atsipalaidavimas ir susitraukimas, todėl EL laiko stabilumas pablogėja.
Vamzdžio ir pluošto sujungimo būklės pasikeitimas
Ištraukimo santykio pokyčiai taip pat keičia bendrą linijos įtempimo pasiskirstymą ir trinties sujungimo tarp pluošto ir vamzdžio stiprumą. Tvirtesnė jungtis sumažina santykinį slydimą, todėl pluoštas gali būti pernešamas vamzdeliu. Dėl to sunkiau nustatyti veiksmingą perteklinį ilgį, todėl EL vidutinė vertė yra mažesnė ir didesnis jautrumas įtempimo trikdžiams. Silpnesnė jungtis leidžia labiau slysti, todėl EL lengviau formuojasi, bet taip pat padidina priklausomybę nuo užpildo -junginio klampos stabilumo ir pluošto kelio trikdžių.
šviesolaidiniai buferiniai vamzdeliaiišDydžio nustatymo metodas
Pagrindinė dydžio nustatymo metodo įtaka EL yra ne tik skersmens valdymo galimybė, bet ir aušinimo inicijavimo režimas bei trinties pasipriešinimo dydis. Šie veiksniai lemia, ar vamzdis patiria papildomų ašinių suvaržymų esant aukštai temperatūrai ir ar greitas odos susidarymas per anksti užfiksuoja liekamąjį įtempimą.
Kontaktinio dydžio nustatymas
Kontakto dydis stipriai apriboja matmenis, tačiau tiesioginė trintis tarp vamzdžio ir metalinio kalibratoriaus sukuria papildomą ašinį pasipriešinimą, padidindama karštosios -būsenos orientaciją ir liekamąjį įtempį. Be to, didelis šilumos perdavimo efektyvumas pagreitina odos formavimąsi, todėl liekamasis įtempis labiau užsifiksuoja. Įprastas rezultatas yra geresnis matmenų stabilumas, bet padidėjęs EL svyravimas ir didesnė po-susitraukimo dreifo rizika.
Nekontaktinis{0}}dydis
Ne{0}}kontaktinis dydis sumažina trinties pasipriešinimą, o tai padeda sumažinti liekamąjį įtempį ir pagerina ilgalaikį Tačiau jis jautresnis vandens-plėvelės tęstinumui, vakuumo svyravimams ir aušinimo vienodumui. Nedideli vandens plėvelės ar neigiamo slėgio sutrikimai gali virsti matmenų ir aušinimo greičio svyravimais, kurie dar labiau keičia vamzdžio ir pluošto trinties sąlygas. Tai dažnai pasireiškia didesniu trumpalaikiu-EL triukšmu ir dažnesniu trumpalaikiu „neigiamu EL“ elgesiu.
Hibridinis dydis
Hibridiniu dydžiu siekiama užtikrinti tvirtą matmenų valdymą ir mažą trinties pasipriešinimą, todėl jis tinka didelio{0}}greičio sąlygomis, kai reikalingas ir stabilumas, ir svyravimų slopinimas. Jo veikimas priklauso nuo dydžio dizaino ir vakuumo ir (arba) vandens{2}plėvelės valdymo efektyvumo.
šviesolaidiniai buferiniai vamzdeliaiišVakuuminis lygis
Vakuuminio lygio įtaka EL daugiausia atspindi dvi ribines sąlygas: trinties pasipriešinimą nuo vamzdžio-į-kalibratoriaus kontaktą ir šilumos- perdavimo intensyvumą, kuris lemia odos formavimąsi ir streso užšalimą.
Tipiškos charakteristikos esant didesniam vakuumui
Vamzdis tvirčiau prilimpa prie dydžio nustatymo įtaiso, todėl pagerėja matmenų stabilumas. Tačiau didesnis kontaktinis slėgis padidina trinties pasipriešinimą ir padidina ašinį suvaržymą karštoje būsenoje, todėl padidėja liekamasis įtempis. Stipresnis šilumos perdavimas taip pat pagreitina odos formavimąsi, todėl kristalizacijos ir atsipalaidavimo procesai anksčiau užšaldomi. Tai padidina tikimybę, kad liekamasis įtempis bus pašalintas ne-internetu. Rezultatas paprastai yra „griežtesnė“ EL vidutinė vertė, bet didesnė laiko{5}}priklausomo poslinkio rizika.
Tipiškos charakteristikos esant žemesniam vakuumui
Sumažėjęs trinties pasipriešinimas padeda sumažinti liekamąjį įtempimą ir sušvelnina{0}}susitraukimo poslinkį. Tačiau matmenų stabilumas labiau priklauso nuo vamzdžio savarankiškumo{2}} ir vandens plėvelės stabilumo arba purškiamojo aušinimo. Labiau tikėtina, kad padidės ovalumas ir sienelės storio{4}}svyravimai, todėl EL triukšmas bus didesnis. Apskritai dreifas yra mažesnis, bet trumpalaikis-kintamumas didesnis.