Зачем на место сварки надевают небольшую трубку с проволокой?
В области волоконно-оптической связи и волоконно-оптических датчиков термоусаживаемая трубка, надетaя снаружи места сварки оптического волокна (или места сварки волоконной решетки) и имеющая удлиненный жесткий элемент, обычно называется термоусаживаемой трубкой для защиты места сварки оптического волокна (Fiber Optic Splice Protection Sleeve). “Трубка с проволокой”, содержащаяся в ней, играет жизненно важную роль в физической защите в инженерных приложениях.
I. Основные функции и физические принципы
-
Усиление механической прочности
После удаления изоляции и внешней оболочки оптическое волокно становится чрезвычайно хрупким (диаметр всего около 125\ \mu\text{m} ) и легко ломается из-за малейших изгибающих, растягивающих или сдвиговых напряжений. Стальная проволока (или керамический/кварцевый стержень) внутри термоусаживаемой трубки действует как каркас. Вместе с термоусаживаемой полиолефиновой трубкой и клеевой трубкой, которые сжимаются при нагреве, они образуют жесткую опорную структуру, значительно повышающую прочность места сварки на растяжение (Tensile Strength) и устойчивость к изгибу. -
Защита места сварки от воздействия окружающей среды
Место сварки оптического волокна подвергается высокотемпературному дуговому разряду, и хотя кварцевое стекло восстанавливает непрерывность, зона сварки очень чувствительна к влаге, пыли и химической коррозии. Внутри термоусаживаемой трубки обычно находится термоплавкий клей (Hot-melt Adhesive), который при нагреве и сжатии расплавляется и заполняет пустоты. После охлаждения он образует превосходный герметизирующий слой, эффективно изолирующий влагу и химические вещества из воздуха, предотвращая гидролитическое старение или коррозию под напряжением. -
Поддержание стабильности оптической передачи
Для прецизионных компонентов волоконных решеток (FBG) или волоконно-оптических линий связи даже минимальные механические напряжения в месте сварки могут привести к дополнительным потерям или даже изменению центральной длины волны решетки ( \lambda_B ). Жесткое крепление с помощью термоусаживаемой трубки со стальной проволокой обеспечивает стабильность геометрической формы места сварки при изменении температуры окружающей среды или легкой вибрации, тем самым гарантируя точность передачи оптического сигнала и демодуляции датчика.
II. Соответствующие инженерные применения
В технологической системе Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) для обеспечения максимальной механической защиты и долгосрочной надежности оптических волокон и мест сварки в суровых промышленных и полевых условиях обычно используются оптические кабели или патч-корды с интегрированной металлической броней, например:
- OFSCN® 2.0mm Micro Steel Armored Fiber Optic Patch Cord
- OFSCN® 2.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
- OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
В конструкции этих продуктов также используются бесшовные стальные трубы или высокопрочные стальные тросы (например, оцинкованные стальные проволоки диаметром 0.6\text{mm} или нержавеющие стальные проволоки диаметром 0.45\text{mm} ). Основная концепция их дизайна аналогична термоусаживаемым трубкам для защиты мест сварки оптических волокон: они используют металлические компоненты для распределения внешней нагрузки, обеспечивая защиту основного оптического волокна от повреждений в сложных условиях эксплуатации.