Das herkömmliche Glasfaserkabel hat einen Betriebstemperaturbereich von -40 Grad bis 70 Grad. In großen Höhen oder extrem kalten Regionen sind die Anforderungen an die Niedertemperaturleistung von Glasfaserkabeln noch strenger.
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Warum verursacht die Beschichtungsschicht in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen Faserverluste?
Glasfaserkabel bestehen aus drei Hauptkomponenten, die von innen nach außen angeordnet sind: dem Kern, dem Mantel und der Beschichtungsschicht. Kern und Mantel bestehen hauptsächlich aus Siliziumdioxid (SiO2). Ihr Temperaturverhalten ist relativ stabil und weist einen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Im Gegensatz dazu besteht die Beschichtungsschicht aus Harzmaterial, das im Vergleich zu SiO einen viel größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist.2. Daher zieht sich die Beschichtungsschicht in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen stärker zusammen als der Kern, wodurch die Faser gequetscht und beansprucht wird, was wiederum zu Mikrobiegungen und zusätzlichen Verlusten führt.
Betrachtet man es aus der Perspektive des Elastizitätsmoduls der Beschichtungsschicht, verringern Beschichtungsmaterialien mit kleineren Elastizitätsmodulen in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen die auf die Faser ausgeübte Spannung unter denselben Kontraktionsbedingungen. Dies wiederum verringert die Verluste, die die Faser bei niedrigen Temperaturen erleidet.
Die Zusammensetzung der Glasfaserkabel und die Mikrobiegeverluste sind im folgenden Diagramm dargestellt.
Neben den Materialeigenschaften der Vergütungsschicht selbst hat auch die Qualität der Vergütungsschicht maßgeblichen Einfluss auf die zusätzliche Dämpfung von Glasfasern bei tiefen Temperaturen.
1. Gleichmäßigkeit der Beschichtungsschicht:In Fällen, in denen die Beschichtungsschicht ungleichmäßig ist und die Konzentrizität der Glasfaserbeschichtung mangelhaft ist, kann es in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen leicht zu einer ungleichmäßigen Schrumpfung der Beschichtungsschicht kommen, was die zusätzliche Dämpfung der Glasfaser bei niedrigen Temperaturen verschlimmert.
2.Blasen in der Lackschicht:Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Gasen ist viel größer als der von Beschichtungsmaterialien. Daher übersteigt in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen die teilweise Schrumpfung von Blasen in der Beschichtungsschicht die der Beschichtungsschicht selbst. Dieses Phänomen kann dazu führen, dass sich die Glasfaser bis zu einem gewissen Grad zur Seite der Blase biegt, was zu erheblichen zusätzlichen Verlusten führt.
3. Verunreinigungen in der Lackschicht:Wenn während des Herstellungsprozesses Verunreinigungen in die Beschichtungsschicht gelangen, erhöhen Unterschiede im Wärmeausdehnungskoeffizienten verschiedener Materialien die Verluste der Glasfaser bei niedrigen Temperaturen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Leistung von Glasfasern bei niedrigen Temperaturen von verschiedenen Faktoren beeinflusst wird, darunter die Qualität der Beschichtungsschicht, die Gleichmäßigkeit der Beschichtung, das Vorhandensein von Blasen und Verunreinigungen innerhalb der Beschichtungsschicht. Diese Faktoren können zusätzliche Dämpfungs- und Mikrobiegeverluste in Glasfaserkabeln verstärken, die in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen betrieben werden. Daher ist die Gewährleistung der Qualität und Gleichmäßigkeit der Beschichtungsschicht sowie die Minimierung des Vorhandenseins von Blasen und Verunreinigungen von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung der optimalen Leistung von Glasfasersystemen in kalten Klimazonen oder Höhenregionen.