Cavo in fibra ottica resistente al calore

Cavo in fibra ottica resistente al calore

1.Limiti di temperatura del cavo a fibra ottica

La fibra ottica convenzionale è costituita da un nucleo, un rivestimento e uno schermo.Il nucleo e il rivestimento ne determinano le caratteristiche ottiche e sono generalmente realizzati attingendo il quarzo fuso in un ambiente a 2000 °CDurante il processo di disegno del vetro al quarzo, inevitabilmente vengono lasciate piccole crepe sulla superficie.Queste crepe possono espandersi rapidamente o addirittura causare il fallimento delle fibre sotto varie sollecitazioni ambientali durante l'usoPertanto, non appena la fibra nuda è prodotta, viene rivestita con uno strato protettivo chiamato rivestimento, che migliora significativamente le sue proprietà meccaniche.rendendolo più resistente alla piegatura e alla trazione.

Il materiale della guaina è costituito principalmente da organosilicon o resina acrilica, che viene attaccata alla fibra nuda utilizzando processi come la messa a punto termica o la cura UV.se si tratta di una resina organosiliconica o di una resina acrilicaLa temperatura di utilizzo è inferiore a 180 gradi, oltre questa temperatura i materiali si decompongono.L'industria del laser e delle fibre ottiche pone maggiori esigenze alle alte temperature.Pertanto, rompere i vincoli di temperatura della guaina può ampliare notevolmente gli scenari di applicazione dei cavi in fibra ottica.

L'importanza del cavo in fibra ottica resistente al calore risiede nella sua capacità di mantenere una capacità di trasmissione stabile in ambienti a temperature estremamente elevate,che può risolvere il problema del facile guasto dei normali cavi in fibra ottica in ambienti ad alta temperaturaL'avvento di questo tipo di fibra ha notevolmente ampliato le applicazioni della comunicazione in fibra ottica, specialmente in settori come la petrolchimica, l'energia, la metallurgia, l'automotive, l'aerospaziale, l'industria siderurgica, l'industria siderurgica, l'industria siderurgica, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera, l'industria petrolifera,e altri che richiedono un funzionamento a lungo termine in ambienti ad alta temperatura.

Secondo la conoscenza internazionale, gli scenari di applicazione delle fibre ottiche resistenti al calore sono piuttosto ampi.i cavi ottici per la misurazione della temperatura di alta qualità devono resistere a ambienti sotterranei ad alta temperatura e pressione;, che richiede l'uso di cavi in fibra ottica resistenti al calore.il monitoraggio in tempo reale della temperatura e della pressione della caldaia richiede anche la trasmissione stabile di cavi ottici resistenti al calore.

Inoltre, nell'industria automobilistica, heat-resistant fiber optic cables are used in on-board communication and entertainment systems to ensure stable information transmission in high-temperature environments such as engines and exhaust systemsNel settore aerospaziale, vi è una grande domanda di resistenza alle alte temperature delle apparecchiature di comunicazione,e l'uso di fibre ottiche resistenti al calore può migliorare l'affidabilità e la stabilità delle apparecchiature di comunicazione in ambienti ad alta temperatura.

2.Fibra ottica ad alta temperatura - poliimide

La poliammide (PI), con la sua eccezionale gamma di temperature da -190°C a +385°C, è penetrata in tutti gli aspetti della nostra vita sin dalla sua commercializzazione da parte di DuPont nel 1961.i circuiti stampati flessibili (FPC) comunemente utilizzati nei prodotti elettronici sono realizzati in poliimide come loro substrato perché devono essere coinvolti nella saldatura senza piombo a 280 °CInoltre, la poliammide viene filata in fibre e tessuta in tessuti, che si trovano nell'attrezzatura dei vigili del fuoco, degli astronauti e dei piloti di auto da corsa.

La chiave per ottenere la resistenza alle alte temperature nella poliimide risiede nella sua struttura molecolare unica.che rendono la struttura molecolare relativamente rigidaAllo stesso tempo, i legami covalenti tra i gruppi acilici e gli atomi di azoto nella molecola sono molto forti, dando al poliamide un'eccellente stabilità termica.

Alcuni tipi specifici di poliimide, come il dianhidruro bifenil tetracarbossilico-p-fenilendiammina (BPDA-PDA),possono avere temperature di decomposizione termica superiori a 600°CQuesta elevata stabilità termica rende il poliamide un materiale di rivestimento ideale per la fabbricazione di cavi in fibra ottica resistenti al calore, ampliando significativamente la gamma di temperatura di applicazione della fibra.I cavi in fibra ottica realizzati con questo materiale sono spesso chiamati fibre PI.

La produzione di massa di fibre PI non è un compito facile: in genere il rivestimento in fibre richiede sia strati interni che esterni: lo strato interno ha un modulo basso per la tamponatura,mentre lo strato esterno ha un elevato modulo di protezioneLa polyimide non sembra possedere queste caratteristiche. Le pratiche comuni sono quelle di sacrificare le proprie proprietà meccaniche e di utilizzare la polyimide per un singolo rivestimento.oppure utilizzare resina acrilica tradizionale per lo strato interno e poliimide per lo strato esterno per resistere immediatamente a temperature elevate e basseInoltre, il processo di indurimento della poliimide non è maturo come i rivestimenti tradizionali, quindi non può aderire uniformemente e saldamente.,e i prezzi sono generalmente più alti.

Il processo di deposizione della poliammide sulla superficie della fibra ottica comporta in genere la tecnologia di schermatura.la fibra nuda viene lentamente immersa in una soluzione di poliamideLa fibra viene poi estratta dalla soluzione ad una velocità controllata per controllare lo spessore del rivestimento.La tensione superficiale e la viscosità della soluzione di poliammide sono regolate con cura per ottenere uno schermo liscioDopo la protezione, la fibra viene curata a temperature elevate per incrociare le molecole di poliamide e migliorare le proprietà meccaniche dello scudo.

3Vantaggi e ostacoli dei cavi ottici resistenti al calore

Lo sviluppo di fibre ottiche resistenti al calore ha offerto nuove opportunità a vari settori che richiedono una comunicazione affidabile in ambienti ad alta temperatura.Queste fibre hanno numerosi vantaggi rispetto ai cavi convenzionali a fibra ottica:

(1) Resistenza alle alte temperature: le fibre ottiche resistenti al calore possono resistere a temperature molto più elevate senza deterioramento o guasto significativi.Ciò consente loro di lavorare in ambienti in cui le fibre convenzionali non sono adatte.

(2) Trasmissione affidabile: le prestazioni ottiche delle fibre resistenti al calore rimangono stabili anche a temperature elevate.fornire una comunicazione affidabile in ambienti estremi.

(3) Ampliamento della gamma di applicazioni: le fibre resistenti al calore ampliano le applicazioni della comunicazione in fibra ottica, consentendo loro di essere utilizzate in industrie come la petrolchimica, la generazione di energia, la metallurgia,Sono utilizzati per il monitoraggio in tempo reale, il trasferimento di dati e la comunicazione in ambienti ad alta temperatura.

Nonostante i vantaggi, le fibre ottiche resistenti al calore incontrano anche ostacoli:

(1) Complessità di fabbricazione: la produzione di fibre resistenti al calore richiede particolari processi e materiali di protezione.La deposizione di materiali come la poliammide sui cavi in fibra ottica è impegnativa e richiede un controllo preciso dello spessore dello schermo, l'uniformità e l'adesione.

(2) Disponibilità limitata: attualmente solo pochi produttori in tutto il mondo sono in grado di fornire cavi in fibra ottica resistenti al calore.che porta a prezzi più elevati rispetto alle fibre convenzionaliL'aumento della domanda e il miglioramento dei metodi di produzione possono contribuire ad aumentare la disponibilità e ridurre i costi in futuro.

(3) Proprietà meccaniche:I cavi in fibra ottica resistenti al calore possono avere una resistenza meccanica inferiore rispetto alle fibre convenzionali a causa delle difficoltà connesse al raggiungimento di una schermatura forte e uniformeLa flessibilità e la protezione delle applicazioni di rivestimento rimangono ostacoli tecnici.

La soluzione di questi ostacoli e l'ulteriore miglioramento delle prestazioni e della disponibilità di cavi in fibra ottica resistenti al calore contribuiranno a ulteriori ricerche e sviluppi in questo settore.Con l'avanzare della tecnologia, possiamo aspettarci soluzioni più affidabili ed economiche per soddisfare la crescente domanda di comunicazioni affidabili ad alta temperatura.