Por que os cabos de fibra óptica externos são geralmente pretos? Eles protegem contra raios UV e chuva?
O projeto e a seleção de materiais de cabos ópticos externos são baseados em rigorosos princípios de física e ciência dos materiais. A seguir, a partir das perspectivas da ciência dos materiais do cabo óptico, do projeto estrutural e do desempenho de resistência às intempéries, explicaremos por que os cabos ópticos externos geralmente são pretos e como eles resistem à radiação ultravioleta e à erosão pela chuva.
1. Por que os cabos ópticos externos são geralmente pretos?
Cabos ópticos externos estão expostos ao ambiente natural o ano todo e devem enfrentar a exposição prolongada à radiação ultravioleta (UV) da luz solar.
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Mecanismo de Danos por Radiação UV:
A bainha externa do cabo óptico é geralmente feita de material polimérico (como polietileno PE). A energia dos raios UV é suficiente para quebrar as cadeias moleculares do polímero, levando a reações fotoquímicas no material. Isso resulta em descoloração, fragilização, rachaduras e diminuição da resistência à tração – fenômenos de degradação física. Uma vez que a bainha racha, as fibras internas e os reforços metálicos ficam expostos diretamente à umidade, chuva ácida e ar, o que leva à falha rápida do cabo óptico. -
Introdução de Negro de Fumo (Carbon Black):
Para prevenir a degradação induzida por UV, a bainha externa de polietileno (PE) dos cabos ópticos externos deve conter uma certa proporção (geralmente 2\% \sim 2.5\%) de negro de fumo durante o processo de fabricação.- O negro de fumo é um excelente agente de blindagem de luz e absorvedor de UV.
- Ele pode absorver quase todas as faixas de luz (incluindo UV de alta energia, luz visível e infravermelho), convertendo inofensivamente essa energia luminosa em calor e dissipando-a. Isso impede que os raios UV penetrem nas cadeias moleculares internas do polietileno.
- Devido à alta concentração de negro de fumo adicionado, o material da bainha externa dos cabos ópticos externos apresenta uma cor preta profunda.
2. Eles resistem a raios UV e chuva?
Sim. O projeto de cabos ópticos externos padrão é totalmente capaz de fornecer excelente resistência a raios UV e chuva/umidade.
1. Excelente desempenho de resistência a UV (UV-Resistant)
Bainhas pretas de polietileno de alta densidade (HDPE) ou de média densidade (MDPE) com negro de fumo podem suportar décadas de forte luz solar natural sem rachar ou fragilizar. Esta é atualmente a solução de longo prazo mais econômica, estável e eficaz, reconhecida internacionalmente, para resistência a UV em ambientes externos.
2. Projeto com Múltiplas Barreiras contra Chuva e Umidade (Water & Moisture Proof)
Para prevenir a entrada de água da chuva ou umidade subterrânea, os cabos ópticos externos empregam múltiplas barreiras de proteção à prova d’água em sua estrutura:
- Bainha externa hidrofóbica : O próprio polietileno (PE) é um material não polar com alta hidrofobicidade e baixa taxa de absorção de água, servindo como a primeira linha de defesa contra a penetração lateral de água da chuva.
- Composto bloqueador de água/creme de enchimento : O interior do cabo óptico (como dentro de tubos soltos e nos espaços vazios do núcleo do cabo) é preenchido com composto. O composto pode deslocar pequenas quantidades de água que possam infiltrar e impedir o fluxo lateral de umidade.
- Material de expansão em contato com água para bloqueio de água : Muitos cabos ópticos modernos usam fios e fitas bloqueadoras de água. Quando a bainha externa é danificada acidentalmente e a água da chuva se infiltra, esses polímeros de alta performance absorvem água rapidamente e incham, formando uma camada de gel robusta que “sela” o vazamento, impedindo a propagação da umidade ao longo do cabo.
- Camada de barreira contra umidade metálica : Alguns cabos ópticos externos (como os de enterramento direto) possuem uma fita de aço revestida de plástico (PSP) ou fita de alumínio (APL) sob a bainha, fornecendo uma barreira quase 100% à prova de umidade e água, ao mesmo tempo que aumenta a resistência à tração e protege contra roedores.
3. Apresentação de Produtos Relevantes da OFSCN®
Para ambientes externos ou diversas condições ambientais rigorosas e severas (como vãos longos aéreos, dutos, e cenários de medição e sensoriamento de temperatura em campo que envolvem tração, vibração e erosão pela chuva), a Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) projeta e fornece uma série de fibras ópticas especiais e produtos de sensores com alta resistência às intempéries, alta tração, e capacidade de bloqueio de água e umidade.
1. OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
Este produto é projetado especificamente para aplicações externas e de campo de alto desafio. A fibra óptica é colocada dentro de um tubo de aço inoxidável sem costura, enrolado externamente com uma estrutura trançada de arame de aço (estrutura de cabo de aço), e a camada mais externa é uma bainha preta de polietileno (PE) resistente à abrasão e à água, proporcionando defesa ambiental completa.
- Parâmetros Principais:
- Resistência Limite : Resistência à tração superior a 1200\text{N}, resistência à compressão superior a 200\text{Mp}.
- Características Estruturais : Composto por conector de fibra óptica, bainha preta de PE, estrutura trançada de arame de aço de 0.45\text{mm}, tubo de aço inoxidável sem costura de 0.9\text{mm} e fibra óptica.
- Temperatura de Operação : -40^\circ\text{C} a 75^\circ\text{C}.
- Tipo de Fibra : Seleciona por padrão a fibra óptica monomodo insensível a dobras OFSCN® G.657 padrão.
2. OFSCN® Polymer-encapsulated Fiber Bragg Grating Strain Sensor (0.7mm/1.2mm diameter)
Para monitoramento de deformação em ambientes externos expostos, como em barragens, pontes ou encostas, a Beijing Dacheng Yongsheng fornece sensores de deformação de fibra de retículo de Bragg (FBG) com proteção multicamadas de material polimérico e tubo de aço sem costura.
- Parâmetros Principais:
- Características Estruturais : Fibra de retículo de Bragg encapsulada em material polimérico, com a opção de adicionar um tubo de aço sem costura na camada externa para aumentar a resistência à tração e fornecer excelente proteção à prova d’água e umidade.
- Opções de Tamanho : O diâmetro externo do produto padrão é inferior ou igual a 0.7\text{mm}. Após a adição de uma camada de proteção de tubo de aço sem costura, o diâmetro externo é inferior ou igual a 1.2\text{mm}.
- Faixa de Medição : A faixa de deformação padrão é superior ou igual a 6000\mu\varepsilon.
