光纤余长及工艺控制方法

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1、垦壅兰：垄竺垒堡墨三苎丝型立鎏．——光纤余长及工艺控制方法段建华(大唐电信科技股份有限公司光缆厂成都，611731)【摘要】本文对光缆受力时光纤余长的变化进行了理论分析，并介绍二次套塑生产线的组成与基本功能，同时在二次套塑生产线上进行了松套光纤用材料、工艺参数对光纤余长影响的实验，为在线光纤余长的控制提供了可靠依据。关键词：光纤余长光纤变应松套光纤二次套塑g塞j三复工艺条件L1导言光缆在使用中，会受到环境、温度、外力等各种不良因素的影响，在最大拉伸时，光纤的应变应小于光缆应变的1，3，或光纤受到

2、持续拉伸应变应小于其筛选张力的l，5。因此套管中的光纤应有足够的余长。合理、稳定、均匀的光纤余长是光缆质量优劣的重要因素。而套塑工艺及在线光纤余长量的控制被认为是光缆制造工序中的关键工艺，不同型式的光缆对光纤余长都有不同的要求，因此在进行光缆结构设计时，余长必须作为一项结构参数提出。光纤余长的大小应有一个合理的范围，余长大，光缆的低温特性不好；余长小，光缆的应变性能差。故适度的光纤余长设计和工艺实现是十分重要的。松套光纤余长及在线工艺控制已有多次讨论，也介绍了不少成功经验，为了提高套塑工艺制作水

3、平，我厂在OFC45．66型，RLEI／2型套塑生产线上进行了松套光纤均匀性实验；松套光纤用材料PBT及填充油膏试：各个工艺参数：放线张力、收线张力、牵引张力、填充油膏温度、线速度等对光纤余长影响的工艺实验。通过实验，得出易于控制光纤余长的有效方法。2光缆中光纤余长光缆中光纤余长由两部分组成：1)成缆时因扭绞产生的光纤余长2)松套管中的光纤余长2．1成缆时因扭绞产生的光纤余长松套光纤在成缆时，按照一定的扭绞节距绕中心加强构件绞合成为缆芯系式：r———?—_L=Pql+12氚RIP7a=arcta

4、n(P／2ⅡR、将有如下关(1)f212002年光缆电缆学术年会论文集口=arctan(2丁【R／L)(3)P。=R[1+(e／2俄)2】(4)由于在一个扭绞节距内，套管的实际长度比轴心线长，光缆缆芯的绞合系数可由下式计算：旷竽×t00％(5)=l√l+(Z斌lpY一1l×100％(6)式中：L：一个扭绞节距内绞合组件长度P：绞合单元扭绞节距R：缆芯光纤绞合单元中心圆的半径口：绞合单元的扭绞角口：绞合单元的节距角P．：绞合单元的弯曲半径￡．：光缆缆芯的绞合系数2．1．1环境温度、外力对光缆余长的

5、影响由于套管和光纤所用原材料不同，线胀系数差异较大，故在环境温度发生变化时，套管将随光缆产生热胀冷缩，而套管材料相对要大得多。由于光纤余长的存在，套管内的光纤有一定的活动范围，在光缆被拉伸时，光缆中光纤向套管内侧靠拢，在光纤未接触到管内侧时，光纤是不受力的；当光缆被拉伸到光纤接触管内侧时，光纤开始被拉伸产生侧压，发生微弯，如果侧压力大，此时的光纤将可能出现附加损耗。当温度降低时，套管随着光缆一起收缩，套管内光纤向管外侧移动，弯曲半径随之变小，当弯曲半径小于容许值时，光纤将可能产生附加损耗。在一个

6、扭绞节距内，松套光纤由于环境温度变化，或被拉伸时，光纤余长的变化范围可由(5)式得出如下关系式：Et,：』!：±堕2：二』兰：±坠堡圭塑m隔一婿嘲=玎爿一豇剞2一(27【)2任2Rr+r2)2P2=㈣卜书⋯％㈣如果考虑到套管内光纤束的存在，光纤束在套管内相对于中心可能产生的移动范围可由下式表示：f月±尘生158——段建华：光纤余长及工艺控制方法故(8)式则为：旷愀凡±竿I竿]X100％∽式中：￡：光缆中光纤余长的伸缩量r：管内光纤移动的半径d：套管内径坼：光纤束等效直径：b，=1．16如d。n：

7、光纤的芯数d。：着色光纤的直径(d。=0．25mm)由(9)式可以得出光缆中光纤的余长与光缆结构之间的参数关系式当光缆受到拉伸时，光纤的余长减小。若光缆受拉伸时光纤的余长为￡，则：铲一愀尺一竿][半]x100％㈣，当低温时，光缆因材料的收缩，光纤的余长增加。若设光缆收缩时光纤余长为矗则：铲例卜竽][竿卜％Ⅲ，式中：!二兰：管内光纤移动的有效半径由(10)(11)两式可知，光缆的光纤余长与下列因素有关：1)扭绞节距P与光纤余长e。成反比。2)缆芯绞合单元中心问的半径R与光纤余长￡．成正比。3)管内

8、光纤移动的有效半径!!≥与Eb成正比。4)同一套管内光纤的芯数n和单根光纤的直径d。与￡。成反比。2．2松套管中光纤的余长光纤余长表达式e==L兰生×100％f121k式中：￡：光纤的余长k：套管的长度Ll：光纤的长度由于松套管中的光纤是以弯曲状态存在的，在套管的结构尺寸确定后，余长越大，光纤的弯曲半径越小，为了防止光纤出现附加损耗，光纤的弯曲半径应加以限制，对单模光纤而言，弯曲半径应控制在75rflin～100mlrl范围内。松套管的结构尺寸确定后，管内光纤容许的最大余长可由下式计算：￡一=』