Višak dužine puferskih cijevi je kritičan parametar u proizvodnji nasukanihoptički kablovi, direktno utičući na mehaničke performanse,-dugoročnu pouzdanost i integritet optičkog signala.
Funkcija odpuferske cijevi od optičkih vlakana
Puferska cijev je tipično napravljena od polibutilen tereftalata (PBT) i služi kao glavni zaštitni omotač za optička vlakna u jezgri kabela. PBT je polukristalni termoplast sa visokom otpornošću na toplinu, mehaničkom žilavošću i otpornošću na zamor. Svojstva PBT-a omogućavaju brzu kristalizaciju, postižući kristalnost do 40% na relativno niskim temperaturama, što ga čini idealnim za-brzine procese ekstruzije u proizvodnji kablova.
Tokom procesa proizvodnje, proces puferiranja uključuje premazivanje obojenih optičkih vlakana rastopljenim PBT-om kako bi se formirala cijev. Najkritičniji parametar koji utiče na kvalitet ove upletene kablovske jedinice je "višak dužine" tampon cevi. Prekomjerna dužina se odnosi na činjenicu da je presvučeno optičko vlakno nešto duže od same cijevi. Ova razlika u dužini osigurava da optičko vlakno ostane bez naprezanja-pod naprezanjima kao što su uvrtanje, istezanje, savijanje i kompresija kabla, i održava stabilne performanse tokom testova temperaturnih ciklusa. Na kraju, sprečava prekomerno optičko slabljenje tokom životnog veka kabla.
puferske cijevi od optičkih vlakana Pregled procesaiOsnovni princip
PBT pelete se tope u ekstruderu kako bi se formirala viskozna talina, koja se ekstrudira kroz kalup za dimenzioniranje dok se istovremeno oblaže optičko vlakno koje je napunjeno smjesom za punjenje, čime se formira PBT labava cijev.
Tipična proizvodna linija se sastoji od: isplatnog-stalka → eliminatora statičkog elektriciteta → ekstruzije i dimenzionisanja → rezervoara za toplu vodu → glavnog poklopca → primarnog hlađenja → sekundarnog hlađenja → merača prečnika → štampača → -namotaja.
Kritični dio koji određuje stabilnost viška dužine (EL) nalazi se između izlaza spremnika tople vode i glavnog zaglavlja. Ovaj odjeljak reguliše da li je kristalizacija dovoljno razvijena, da li je unutrašnje naprezanje adekvatno otpušteno i da li će se pojaviti problemi nakon-skupljanje.
puferske cijevi od optičkih vlakana Osnovni princip
(U rezervoaru tople vode) Formiranje orijentacije i zaostalog unutrašnjeg naprezanja pri vrućem istezanju
U rezervoaru za toplu vodu, cijev je u visoko-temperaturnom rastegnutom i amorfno orijentisanom stanju. Polimerni molekularni lanci se poravnavaju, stvarajući značajan unutrašnji napon uvlačenja (skupljanja).
(prijelaz iz toplog-na-hladnog oko glavnog vrha) Skupljanjem kristalizacije oslobađa se stres i uspostavlja EL
Kako cijev ulazi u područje glavnog stuba, doživljava pad temperature dok je i dalje iznad temperature staklastog prijelaza (Tg). Pod ovim uslovima može doći do nukleacije i rasta kristala, a PBT počinje da kristališe. Proces kristalizacije oslobađa zaostalo naprezanje i inducira skupljanje kristalizacije, čime se stvara relativna razlika u dužini između cijevi i vlakna, koja postaje konačni višak dužine (EL). Ako temperatura padne prebrzo, kristalizacija može biti prekinuta i struktura postaje "zamrznuta" prije nego što kristalizacija može nastaviti, ostavljajući zaostalo naprezanje zadržano u cijevi.
Nepotpuna kristalizacija → zaostalo naprezanje zamrznuto hlađenjem → naknadno-skupljanje
Ako je intenzitet hlađenja ili vrijeme zadržavanja u prijelaznoj zoni zavojnice nedovoljan, kristalizacija ostaje nepotpuna i zaostalo naprezanje se ne oslobađa u potpunosti. Nakon ulaska u rezervoar hladne vode (T mnogo niži od Tg, tipično 14-20 stepeni), pokretljivost segmenata je ozbiljno ograničena i kristalizacija je uglavnom zaustavljena; međutim, zaostalo naprezanje je "zaključano". Nakon preuzimanja-, ovo zaostalo naprezanje nastavlja da se opušta tokom vremena, uzrokujući dalje skupljanje cijevi, što se manifestuje kao postepeno povećanje EL s vremenom.
Dodatni efekat: privremeni negativni EL uzrokovan -centralnim usmjeravanjem vlakana na vodećim kotačima
Kako puferirano vlakno prolazi preko vodećih kotača, napetost može uzrokovati da vlakno pobjegne-iz centra unutar cijevi, stvarajući kratkoročno-geometrijsko stanje negativnog EL. Naknadno skupljanje kristalizacije će prvo eliminirati ovaj negativni EL, a zatim uspostaviti stabilno pozitivno EL.
Osnovni proces znanja-kako je postići veći stepen kristalnosti tokom proizvodnje, omogućavajući oslobađanje zaostalog naprezanja od vrućeg-rastezanja na mreži i minimizirajući naknadno-skupljanje. Ovo rezultira manjim, stabilnijim i predvidljivim EL. Drugim riječima, rezervoar za hladnu vodu "zamrzava rezultat", dok prijelaz iz tople-na-hladne oko glavnog krova određuje "kvalitet ishoda".
puferske cijevi od optičkih vlakana Ključni faktori koji utiču
Vjerujemo da se najznačajniji faktori koji utiču na prekomjernu dužinu optičkog kabela u suštini vrte oko dvije stvari:
① Stepen in-kristalizacije i skupljanja PBT cijevi, koji određuje koliko se cijev skraćuje.
② Napetost ili razlika u putanji između optičkog vlakna i cijevi tokom procesa proizvodnje, koja određuje koliko je vlakno rastegnuto i koliko je duga njegova putanja.
Ovo zahtijeva fokusiranje na četiri ključna faktora.
Otplatite{0}}Otplatite napetost
Kada je-napetost veća, vlakno ima tendenciju da ostane ravnije i mehanički povezano sa cijevi, što otežava stvaranje većeg viška dužine. Kao rezultat toga, konačni višak dužine općenito postaje manji.
Take-Up / Capstan Tension
Napetost koju nameće glavni stub i sistem{0}}zahvata utiče na ukupnu napetost linije i mehaničku interakciju između vlakna i cijevi. Veća-napon preuzimanja ima tendenciju da potisne relativno klizanje između vlakna i cijevi, što obično smanjuje dostižni višak dužine i čini cijev manje sposobnom da "oslobodi" višak dužine tokom skupljanja.
Toplotni profil toplog-na-prelaza
Toplotna istorija cijevi, posebno ponašanje hlađenja i vrijeme zadržavanja dok polimer ostaje iznad svoje temperature staklastog prijelaza, upravlja razvojem kristalizacije i stepenom relaksacije zaostalog naprezanja. Kada je kristalizacija potpunija tokom proizvodnje, zaostalo naprezanje skupljanja je svedeno na minimum, a rezultujući višak dužine postaje stabilniji i predvidljiviji, sa manjim povećanjem nakon{1}}proizvodnje.
Viskoznost smjese za punjenje
Ako je viskozitet smjese nizak, vlakno se može slobodnije kretati, čineći višak dužine lakšim za uspostavljanje i podešavanje. Ako je viskoznost visoka, kretanje vlakana postaje ograničeno, višak dužine postaje teže formirati, a proces postaje osjetljiviji na fluktuacije napetosti. Održavanje stabilnog i konzistentnog viskoziteta tokom ekstruzije je stoga bitno za minimiziranje varijabilnosti i postizanje ponovljive kontrole viška dužine.
Spojeni efekti ekstruzije i parametara kalupa na EL
Temperatura topljenja
Temperatura taline utječe na EL kroz tri primarna mehanizma.
Viskozitet i nivo orijentacijskog naprezanja
Na nižim temperaturama taline, viskoznost se povećava, a smično naprezanje u zoni kalupa i kalibriranja postaje veće. Ovo potiče jaču molekularnu orijentaciju i zadržava više zaostalog stresa. Veći rezidualni napon ostavlja više prostora za van{2}}skupljanje, čineći EL sklonijim vremenski-zavisnom odmaku.
Termalna istorija na tački zaključavanja
Temperatura taline određuje početnu toplotnu energiju cijevi na izlasku iz kalupa, oblikujući na taj način profil temperature prije i nakon-odsjeka izvlačenja. Tačka zaključavanja nastaje kada spoj cijev-vlakno postane dovoljno jak da potisne relativno klizanje. Temperatura i lokacija ove tačke zaključavanja određuju koliko se kristalizacija i skupljanje još mogu pojaviti nakon zaključavanja. Na višim temperaturama topljenja, tačka zaključavanja se javlja kasnije i na višoj temperaturi cijevi. Nakon zaključavanja može se razviti više kristalizacijskog skupljanja, gurajući srednju vrijednost EL na višu i povećavajući osjetljivost na nizvodne uslove hlađenja.
Pritisak ekstruzije i izvori fluktuacije
Na nižim temperaturama taline, pritisak ekstruzije se povećava i postaje osjetljiviji na smetnje iz vijka i glave matrice, što može dovesti do fluktuacija izlaznih i dimenzija. Varijacije dimenzija mijenjaju interakciju trenja između vlakna i cijevi, često se pojavljuju kao veće kratkoročne EL fluktuacije. Sa stabilnim prozorom temperature-temperature topljenja, EL varijabilnost je obično lakše potisnuti.
puferske cijevi od optičkih vlakanaofDrawdown Ratio
Omjer povlačenja određuje aksijalno istezanje nametnuto tokom formiranja cijevi i jedan je od najutjecajnijih pojačala osjetljivosti za stabilnost EL.
Orijentacija i post{0}}skupljanje
Veći omjer povlačenja znači da se cijev više oslanja na aksijalno istezanje kako bi postigla ciljne dimenzije, proizvodeći jaču aksijalnu orijentaciju i veće zaostalo naprezanje. Za polukristalne polimere, orijentacija i naponsko stanje snažno utječu na kinetiku kristalizacije i naknadno relaksacijsko ponašanje. Kao rezultat toga, pokretačke sile skupljanja mogu postojati nakon preuzimanja-, zbog čega je vjerojatnije da će se EL povećati tokom vremena (nakon-odstupanja).
Promjena efektivnog vremena kristalizacije
Veća brzina linije smanjuje vrijeme zadržavanja u rezervoaru za toplu-vodu i prijelaznoj zoni, smanjujući vjerovatnoću postizanja dovoljne-kristalizacije u liniji. Nepotpuna kristalizacija implicira da relaksacija naprezanja nije završena i da se brzo "zamrzne" tokom hlađenja. Naknadno opuštanje i skupljanje se zatim dešavaju tokom skladištenja ili testiranja, smanjujući vremensku stabilnost EL.
Promjena stanja spoja cijev-vlakno
Promjene u omjeru povlačenja također modificiraju ukupnu distribuciju napetosti linije i snagu frikcionog spoja između vlakna i cijevi. Jače spajanje smanjuje relativno klizanje, zbog čega je veća vjerovatnoća da će se vlakno nositi kroz cijev. To otežava uspostavljanje efektivne viška dužine, što dovodi do niže srednje vrijednosti EL i veće osjetljivosti na poremećaje napetosti. Slabiji spoj omogućava više klizanja, čineći EL lakšim za formiranje, ali također povećava ovisnost o stabilnosti viskoziteta-kompanije za punjenje i poremećajima putanje vlakana.
puferske cijevi od optičkih vlakanaofMetoda određivanja veličine
Ključni utjecaj metode dimenzioniranja na EL nije samo sposobnost kontrole promjera, već način pokretanja hlađenja i veličina otpora trenja. Ovi faktori određuju da li cijev doživljava dodatno aksijalno ograničenje na visokoj temperaturi i da li brzo formiranje kože prerano blokira zaostalo naprezanje.
Određivanje veličine kontakata
Dimenzioniranje kontakta pruža snažno ograničenje dimenzija, ali direktno trenje između cijevi i metalnog kalibratora uvodi dodatni aksijalni otpor, povećavajući orijentaciju{0}}u vrućem stanju i zaostalo naprezanje. Osim toga, visoka efikasnost{2}}prijenosa topline ubrzava formiranje kože, čineći zaostalom naprezanje vjerojatnije da će biti zaključano. Tipičan rezultat je bolja stabilnost dimenzija, ali povećana EL fluktuacija i veći rizik od-odstupanja nakon skupljanja.
Be-određivanje veličine
Bes-dimenzioniranje smanjuje otpor trenja, što pomaže u smanjenju zaostalog naprezanja i poboljšava-dugotrajnu EL stabilnost. Međutim, on je osjetljiviji na kontinuitet vodenog{3}}filma, fluktuaciju vakuuma i ujednačenost hlađenja. Male smetnje u vodenom filmu ili negativnom pritisku mogu se pretvoriti u varijacije dimenzija i{5}}brzine hlađenja, koje dodatno mijenjaju uslove trenja cijevi i vlakana. Ovo se često manifestuje kao viši kratkoročni- EL šum i češće prolazno "negativno EL" ponašanje.
Hibridno dimenzionisanje
Hibridno dimenzioniranje ima za cilj postizanje i jake kontrole dimenzija i niskog otpora trenja, što ga čini pogodnim za uslove velike{0}}brzine gdje su potrebna i stabilnost i suzbijanje fluktuacija. Njegove performanse zavise od dizajna veličine i efikasnosti kontrole vakuuma i/ili vodenog-filma.
puferske cijevi od optičkih vlakanaofVacuum Level
Utjecaj nivoa vakuuma na EL uglavnom odražava dva granična uslova: otpor trenja od cijevi-do-kontakta kalibratora i intenzitet-prijenosa topline koji upravlja formiranjem kože i zamrzavanjem stresa.
Tipične karakteristike pod većim vakuumom
Cijev čvršće prianja uz uređaj za dimenzioniranje, poboljšavajući stabilnost dimenzija. Međutim, veći kontaktni pritisak povećava otpor trenja i povećava aksijalno ograničenje u vrućem stanju, što rezultira većim zaostalim naprezanjem. Jači prijenos topline također ubrzava formiranje kože, uzrokujući da se procesi kristalizacije i relaksacije ranije zamrznu. Ovo povećava vjerovatnoću da će se zaostalo naprezanje osloboditi-od mreže. Rezultat je tipično "rigidnija" srednja vrijednost EL, ali veći rizik od vremenski-zavisnog odstupanja.
Tipične karakteristike pod nižim vakuumom
Smanjeni otpor trenja pomaže u smanjenju zaostalog naprezanja i ublažavanju posljedica-odnošenja nakon skupljanja. Međutim, dimenzijska stabilnost postaje više ovisna o samoodrživoj-sposobnosti cijevi i stabilnosti vodenog filma ili hlađenja raspršivanjem. Vjerovatnije je da će se varijacije u ovalnosti i debljini zida{4}} povećati, što dovodi do veće EL buke. Sve u svemu, pomak je manji, ali kratkoročna{6}}varijabilnost je veća.