CN101142507A - 制造光缆的方法和设备以及这样制出的光缆 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种制造光缆的方法和设备，该光缆包括至少一个容纳至少一根光纤的金属管并具有预定的过量光纤长度(EFL)。在该方法中，金属管被塑性变形并缩短大于预定EFL的预定量(S_t)，并在缩短后塑性变形使其达到有控制的延伸，从而获得预定的过量光纤长度。这样制造的光缆具有局部过量光纤长度(EFL)，该局部过量光纤长度相对于光缆的平均EFL沿着光缆的纵向延伸的变化为0.2％或小于0.2％。

Description

制造光缆的方法和设备以及这样制出的光缆

技术领域

本发明涉及一种制造光缆的方法、用于所述制造的设备以及一种光缆，该光缆包括至少一个容纳至少一根光纤的金属管。

容纳在金属管中得到保护的光纤应用于架空、地下和水下光缆。

通常，金属管装入单根光纤或数根光纤，优选是聚集成多光纤束。金属，比如钢、铝、铝合金或铜可用来制造该管。

背景技术

一种在一根或多根光纤周围构成金属管的方法包括形成具有纵向狭缝的金属管的步骤，所述狭缝在将光纤置入管内后被密封。例如参见US6,522,815(以Nexans Deutschland Industries AG&Co.KG的名义)。

US6,047,586(以Alcatel的名义)涉及一种方法，其中，通过成型喷嘴挤压原始材料来制造金属管。在挤压金属期间，光纤通过第二开口被输送到成型喷嘴的中心。这项技术是用有色金属制造成型件和管的Conform^TM方法(例如US3,765,216中所述)。使用这种技术，绳索形式的金属被引入设置在旋转摩擦轮的圆周周围的凹槽中。该轮将金属输送到止动装置(retaining block)的止动空间，该止动装置与凹槽接合并将凹槽密封。摩擦轮的旋转在止动空间内产生高温和高压，使金属塑性变形。然后，通过成型喷嘴可挤压金属并固化形成成型件或管。

在上面所述的光缆种类中，特别考虑到玻璃光纤和管金属的不同导热系数，通常使光纤具有较金属管更大的长度。

所述过量光纤长度(EFL)通常随着光缆的构造、采用的材料以及金属管的直径变化而有所不同。适合的EFL保护光纤不会受到由于在光缆操作期间，比如安装时对其产生的应力或在运行期间因环境条件，比如温度改变、刮风、结冰造成的衰减增大和机械损坏。

US6,047,586公开了利用稍微较快的进料速度在成型喷嘴终止的通道中移动光纤来制造金属内部的过量长度。

本申请人观察到这种方法难以实施，并且使光纤过量长度的结果不可靠。

US6,522,815示出制造较金属管具有更大过量长度的光纤，波纹装置设置在绞盘下游，在持续的操作中绞盘将波纹压入管壁。光纤的过量长度随波纹的深度和间距而变。

根据US2004/0008956，为了使金属管内的光纤产生过量长度，金属管在夹爪拉出之间持续地被夹紧，该夹爪对牢固地夹住金属管并施加变形力。金属管受到弹性变形，即被拉伸。因此，相同长度的拉伸金属管和光纤被缠绕在拉出圆盘上。弹性变形状态在拉出圆盘上“放松”，并且金属管缩短至正常状况。

发明内容

在本发明中，本申请人认识到，利用金属管的负荷/延伸图的塑性变形部分，而不是金属管的负载/延伸图的弹性变形部分可获得许多优点。

然而，本申请人也体验到，通过管起波纹达到过量光纤长度，产生的光缆沿着光缆的纵向延伸具有的EFL变化超出容许极限。

特别是在本发明中，本申请人还观察到，尽管缩短管尤其是通过塑性变形缩短金属管是难以操作来产生恒定的结果，但管的塑性延伸仍是可重现的过程，因为这种过程在工业生产中可被精确控制。

本申请人发现，沿着光缆纵向延伸具有EFL基本恒定值的光缆可通过在制造过程中至少一个步骤期间产生比所需更高的EFL并随后以可控制的方式将容纳光纤的管塑性拉伸到最终的EFL值制出。

在第一方面中，本发明涉及一种制造光缆的方法，该光缆包括至少一个容纳至少一根光纤的金属管，所述光缆具有预定的过量光纤长度(EFL)，所述方法包括以下步骤：

-送进所述光纤；

-测量一段时间内送进的所述光纤的长度；

-成形围绕所述光纤的金属管；

-使金属管与所述光纤之间重合；

-在送进金属管的同时，使金属管塑性变形，缩短金属管预定的量(S_t)，该量比所述预定的EFL更大；

-在送进金属管的同时，塑性变形缩短之后的金属管，以使其延伸；

-在所述延伸后，测量所述一段时间内送进的金属管的长度；

-随着所述测量的光纤长度和所述测量的金属管长度的变化评估产生的过量光纤长度；

-通过控制金属管的延伸来调节产生的过量光纤长度，以达到所述预定的过量光纤长度。

出于本发明说明书和随后权利要求书的目的，除了另有说明之外，表示大小、数量、百分比等的全部数字均可理解为在所有情况下以术语“大约”修正。此外，全部范围还包括公开的最大点和最小点的任意组合并包括其中本文可能或不可能特别计算的任意中间范围。

在本说明书和权利要求书中，过量光纤长度(EFL)指的是由下式求出的值：

$\mathrm{EFL}(\%)=\frac{L_f-L_t}{L_t}\·100---\left(1\right)$

式中，

L_f是至少一根光纤的长度，和

L_t是容纳光纤的金属管长度。

利用本发明的方法获得的EFL可根据将要制造的特定光缆要求优选为-1.5％到1.5％范围。通常在所有情况下，当光缆可能受到拉伸负荷或延伸时，例如在架空光缆中，正EFL是有利的；然而，在某些情况下，特别是例如地下光缆当埋在地下受冻时，负EFL可能是有利的。

鉴于以上的限定，可以轻易地测量出最终光缆的过量光纤长度(EFL)。

为了在光缆制造过程中出于控制目的来测量EFL，随着在给定期间内测量的送进光纤的长度和在同一时期内测量的送进金属管的长度的变化来确定EFL。如果该值以在生产线的末端送进金属管的测量的长度为基础进行计算获得，即当管不会预计受到任何另外的尺寸改变时，获得的值将对应于最终的光缆EFL，光纤沿着整个光缆生产线基本上不再延伸。

在本说明书和权利要求书中，“一段时间”指的是任意的时期。优选地，在本发明光缆生产中的有效时间段大约是光纤以通常的生产速度沿着生产线移动至走完生产线整个长度(通常在10-50m之间)所花费的时间。

考虑到特定的生产需要，可采用不同的时间段，例如，在要求特定的光缆使用场合，较短的时间段可用于获得沿着光缆特别高的EFL恒定值；而在高的生产速度下，较长的时间段使能可采用更简单的测量装置和控制设备，否则在低的生产速度下使用。

围绕光纤成形金属管的步骤可通过已知技术来完成，例如通过形成具有纵向狭缝的金属管，该狭缝在插入至少一根光纤后被密封，或通过挤压塑化金属现场形成金属管，优选为后一种做法。

有利地，在至少一根光纤周围成形金属管的步骤包括监控成形的金属管的速度。

有利地，本发明的方法还包括向所述金属管内供给填料的步骤。

优选地，填料与光纤分开送进，直到围绕光纤形成金属管之后。

在优选的实施例中，本发明的方法还包括以下步骤：

-通过喷嘴供给塑化金属，以形成金属管；

-通过第一进料通道将至少一根光纤输送至金属管内，而通道的一端部设置在喷嘴下游；并且

-通过具有设置在喷嘴下游的端部的第二进料通道将填料输送至金属管内。

在本说明书和权利要求书中，“获得重合”指的是使光纤和金属管沿长度方向结合在一起。

如果通过在滑轮或其它同类物上缠绕含有光纤的金属管获得重合，则光纤的长度可能造成比金属管的长度要小，因为光纤缠绕的直径比管轴缠绕的直径小。在这种情况下，为了达到最终EFL，缩短金属管时必须还要考虑到该光纤长度的减小。

优选地，因为在这种情况下光纤在重合滑轮上缠绕在管内后会受到拉伸应力，所以在光纤和管离开重合滑轮后应立即接着将管缩短，以便减小光纤受到这种拉伸应力的时间。

在本说明书和权利要求书中，“塑性变形”指的是由于施加力导致的金属管长度的改变，所述改变在施加的力去除之后仍会延续。例如，所述改变可以是由施加持续超过管材弹性极限的应力产生的。

优选地，缩短步骤通过使所述至少一个金属管起波纹、折皱或压痕完成。在本说明书和权利要求书中，除非另有说明，术语“压痕”还应包括术语“折皱”和“起波纹”。

例如，通过利用螺旋变形使金属管产生压痕获得缩短，这种变形具有预定的间距值和深度值。优选地，间距设定为5到15mm。

优选地，缩短量S_t为0.2％到0.4％大于与预定的EFL对应的值。

评估产生的EFL的步骤通过比较延伸后的金属管长度与重合上游测量的光纤长度完成。

优选地，通过控制金属管的延伸来调节产生的EFL的步骤由在拉伸管的设备上的速度调节来实现。更具体地说，管的延伸通过当产生的EFL大于预定值时提高管的拉伸速度来实现，或者通过当产生的EFL小于预定值时降低管的拉伸速度来实现。

在另一方面中，本发明涉及一种光缆，该光缆包括至少一个金属管和至少一根容纳在其中的光纤，所述光缆具有局部过量光纤长度(EFL)，该局部过量光纤长度相对于光缆的平均EFL沿着光缆的纵向延伸的变化为0.2％或小于0.2％。

在本说明书和权利要求书中，“平均EFL”指的是在至少1km长的光缆上所取的光纤和管的长度测量结果产生的EFL值。

在本说明书和权利要求书中，“局部EFL”指的是在长度为10m到50m的光缆部分上所取的光纤和管的长度测量结果产生的EFL值。

优选地，在本发明的光缆中，在至少1km长的光缆上彼此相距至少100m的光缆部分中测出的局部EFL相对于所述光缆长度的平均EFL沿着光缆的纵向延伸方向的变化为0.2％或小于0.2％。

本发明光缆的示例是架空用的光缆，比如光纤地线(OPGW)和光纤相导体(OPPC)；以及在恶劣环境中或通常当需要金属保护时所用的地面光缆。

在本发明的优选实施例中，本发明光缆的平均EFL为0.2％到1.5％，更优选为0.2％到0.9％。在另一个实施例中，平均EFL可具有负值，例如-0.5％。

优选地，局部EFL不同于平均EFL为0.1％或小于0.1％。

优选地，本发明的光缆包括至少一个金属管，管内容纳12到96，更优选为24到48根光纤。

金属管由塑性变形金属材料制成。这种金属材料的示例是钢、铝、铝合金和铜。

在本发明的优选实施例中，金属管相对于容纳其中的所述至少一根光纤纵向被缩短。更具体地说，金属管通过折皱、压痕或起波纹纵向被缩短。更优选地，金属管压痕。

在优选的实施例中，金属管的折皱、压痕或波纹具有距管的外包络面0.05mm到2mm的深度，更优选为0.1mm到1mm。

在优选的实施例中，所述折皱、压痕或波纹是螺旋形的，其间距为5mm到15mm。

优选地，金属管的内径为2到11mm，更优选为2到4mm。

优选地，金属管的外径为3到15mm，更优选为3mm到6mm。

为了实现本说明书和权利要求的目的，管的内径和外径指的是管的内圆柱面和外圆柱面，并且不考虑所述管的折皱、压痕或波纹。

在优选的实施例中，容纳在金属管中的光纤嵌入在填料中。填料的示例是凝胶、冻胶或油脂。优选地，所述填料具有至少一种选自疏水性、吸氢性和触变性的特征。更优选地，所述填料是疏水和触变的。更优选的是填料为疏水、触变并能吸氢。

优选地，适合本发明的填料具有等于或高于0.1cm³STP/g的吸氢性，更优选为等于或高于0.5cm³STP/g。

优选地，适合本发明的填料具有40Pa·s到300Pa·s(剪切率1.56/s)的室温粘性，更优选为50Pa·s到120Pa·s。粘性值通过带有锥板2°/40mm测量系统的应力控制流变仪Bohlin CVO120在恒温下进行流变测量获得。

在又一方面中，本发明涉及一种制造光缆的设备，该光缆包括至少一个容纳至少一根光纤的金属管，所述光缆具有预定的过量光纤长度(EFL)，该设备包括：

-用于连续成形金属管的装置；

-将至少一根光纤输送到所述金属管内的第一进料通道；

-使金属管和至少一根光纤重合的第一牵引装置；

-缩短所述金属管的波纹机；

-延伸所述金属管的第二牵引装置。

本发明用于成形金属管的装置的示例是连续金属挤压机。

有利地，所述设备包括将填料输送到所述金属管内的第二进料通道。

有利地，第二进料通道相对于第一进料通道同轴并处于径向外部位置。

本发明的设备有利地包括围绕所述第一进料通道的第一冷却装置。

优选地，所述第一冷却装置包括冷却管，其相对于第一进料通道同轴并处于径向外部位置，所述冷却管容纳流动的冷却流体。

更优选地，所述冷却管与第二进料通道同轴并处于其径向外部。

第二冷却装置，例如喷水工作的冷却槽优选设在用于成形金属管的装置的下游。

可选地，在第一牵引装置的上游设有模具，以使金属管的尺寸和表面保持相等。所述模具还可起到金属管缩径的作用。

第一牵引装置例如是绞盘或履带(caterpillar)，前者优选。

在本说明书和权利要求书中，绞盘指的是电动机驱动的滑轮，光缆或管缠绕该滑轮至少一圈。需要时，这种绞盘包括作用于紧接鼓轮或滑轮下游的光缆或管的履带，以足够大的力牵引光缆或管，该力足以产生防止光缆或管在鼓轮或滑轮表面上打滑的摩擦力。

在本说明书和权利要求书中，履带指的是两台电动机驱动的环形且由相关滑轮承载的金属带，光缆或管夹在履带中间。当用履带作为牵引装置时，金属带的夹紧力要足够大，使能通过牵引力传送至光缆而不使光缆滑动。

在本说明书和权利要求书中，“波纹机”指的是通过塑性变形，例如通过金属管的壁压痕、起波纹或折皱能缩短金属管的装置。

第二牵引装置可选自履带或绞盘，后者优选。

有利地，本发明的设备还包括至少一个长度测量装置，以检测生产过程的进程。优选地，长度测量装置设在例如第一进料通道的上游、第一牵引装置的上游和下游、第二牵引装置的下游。有利地，所述长度测量装置测量沿着设备正在送进的光纤、金属管或两者的长度。有利地，所述长度测量装置的每一个均连接到计量器上。

本制造设备所用的长度测量装置的示例是编码器和采用多普勒效应的激光基无触点测量仪。

优选地，所述长度测量装置的至少一个是编码器。

附图说明

参照以下实例和附图将进一步说明本发明，其中：

图1示出本发明光缆的横截面图；

图2是本发明设备的侧视示意图；

图3示出本发明金属管成形装置的横截面图；

图4示出容纳光纤的金属管局部纵向截面图；

图5示出有关根据现有技术制造的光缆中EFL的变化；

图6和7示出有关根据本发明制造的光缆中EFL的变化。

具体实施方式

在图1中示出本发明OPGW光缆100的示例。

光缆100包括嵌入填料102中的一束光纤101，整个容纳在铝管103中。铠装元件104、105设在相对于铝管103的径向外部位置。

优选地，铠装元件成螺旋形单层缠绕在管103周围，与管103同轴。

在优选的实施例中，特别是用作OPGW(光纤地线)，铠装元件包括铝包钢线104和铝线105。铝包钢线104和铝线105的数量和直径根据所需的光缆抗张强度和所需的光缆电阻逐项情况而定(特别是用作高压架空线路中的地线)。

对于不同用途的光缆，可以没有铠装元件或用不同的材料，或金属或是绝缘材料制作。

根据用途，在铝管103的外部可设有一个或多个包皮或聚合材料(未示出)。

在图2中示出制造本发明光缆的设备。

在图2的设备200中，设有开卷台201a和进料系统201b，分别用于供给光纤和填料。

通常，光纤开卷台201a包括一个或多个光纤承载鼓轮，用可控制的摩擦力从鼓轮上开卷光纤，并输送以形成光纤束被供给到随后的设备部件中。

在光纤开卷台201a的输出处设有第一编码器202，适于测量在给定时期内送进的光纤长度。

编码器是一种工业设备并通常包括一滚柱，移动光纤旋转传送摩擦力使不会发生滑动。滚柱的旋转被监控，并设置电子电路，以随着检测的滚柱转数的变化来计算光纤送进的长度。

在第一编码器202之后光纤被输送到注射系统203中。

注射系统203可操作地连接至挤压金属的金属挤压机204上。金属挤压机204的示例是Conform^TM机。

在金属挤压机204的输出处设有冷却槽205，利用冷却流体，优选用喷水来冷却挤压的金属管。

设置第二编码器206，以监控冷却槽205输出处容纳光纤的金属管的送进。

在第二编码器206后设有绞盘207，容纳一根或多根光纤的管围绕该绞盘的鼓轮缠绕一圈。

将管缠绕在绞盘207的鼓轮上使光纤与金属管达到重合。

将管和光纤缠绕在绞盘207的鼓轮上使管中的光纤长度比金属管的长度小，如上面已描述的那样。

还要考虑到上述因素来选择随后的金属管缩短量。

从绞盘207开始，用第一履带209牵引金属管并引向波纹机210的入口。

在绞盘207与第一履带209之间设有第三编码器208，以测量管的长度。另一种作法是，所述编码器208可设置在绞盘207本身上。

第一履带209优选设置在靠近波纹机210。

波纹机210是一种能使管塑性变形，形成波纹、压痕或折皱的机器。优选地，这种波纹或压痕通过压头达到，该压头包括管被拉过的偏置环，使其围绕管旋转并影响其旋转部分的外径。

环对管的作用使得管本身按照锯齿螺旋状塑性变形，螺旋的间距、宽度和深度由波纹机的几何参数和管的送进速度确定。上述间距、宽度和深度均是综合确定管缩短的相应量的参数。

上述缩短参数在波纹机210上设定并在操作期间可以改变。特别是压头根据第三编码器208测量的管速度的变化而改变其旋转速度，以便保持沿管长度的恒定间距。

在波纹机210之后，第二履带211牵引形成波纹的管并送至收集鼓轮213。

第二履带211按照预定的速度牵引金属管，以便延伸金属管并获得所需的EFL。

通过对比设在第一履带209与波纹机210之间的第三编码器208测出的管长度与设在波纹机210和第二履带211下游的第四编码器212测出的管长度来测量获得的金属管的缩短量。

第四编码器212测量缩短和延伸后的长度值，即光缆中管的最终长度。

在操作中，当第三编码器208测出经过的预定长度时第四编码器212在测量一定时期内通过的长度。优选地，这种由第三编码器208测出的预定长度约为生产线的数量(例如10到50m)。

通过对比第一编码器202与第四编码器212的测量结果测出产生的过量光纤长度，第一编码器202测量来自光纤供给器201的光纤长度，而第四编码器212测量第二履带211后的管长度。

最后，其中容纳光纤的管被缠在鼓轮213上；随后管被供给到另外的步骤，在这里，根据需要对其施加铠装和包皮。在上述步骤中，通常不改变EFL值，使得在线路上测出的EFL基本上与最终光缆的EFL相同。然而，如果预计在这些步骤中要作特殊处理改变该值，则可选择上述线路的参数，以将这种改变考虑进去。

在操作中，将波纹机210产生的缩短量选择到超过与光缆中最终EFL相对应的值。

履带211将起波纹或压痕的管拉伸到在编码器212上确定达到最终所需EFL的量。

这样把波纹机获得的缩短量中任何不可控制的变量和容差考虑进去，从而获得所需精确的最终EFL值。

作为示例，如果需要具有0.5％EFL的光缆，则确定使金属管的缩短量(S_t)高于该值，例如0.7％。这样，具有原始长度10m的金属管在缩短后有9.993m长。

如果第二履带211的速度低于绞盘207的速度0.7％，金属管则保持缩短量S_t确定的百分比。为了达到所需的0.5％的EFL，第二履带211的相对速度设定为比绞盘207的速度低5％，即在管上延伸0.2％(S_t-EFL)，使得最终产品缩短0.5％，即9.995m长。

由于可以根据测出的较高精确度(例如在±0.00025m/s或±0.15m/min范围内)的最终EFL来调整第二履带211的速度，因此可补偿缩短值S_t的任何误差。

本发明的方法使能沿着光缆的纵向产生具有可变能力的预定EFL，这种具有可变能力的预定EFL比现有技术加工的低得多。

实时测量以及在这种情况下产生的EFL的调整通过控制第二履带211相对于绞盘207速度的相对速度来完成。

根据式(1)计算产生的EFL，式中，L_f是第一编码器202测出的光纤长度，而L_t是第四编码器212测出的管长度，两个长度都在同一时间段内测量。

如果产生的EFL比所需的EFL高，即管中的光纤比预计的“长”，第二履带211相对于绞盘207速度的相对速度则增加相应的量，以便使管达到较高的延伸并相应缩短产生的EFL。

如果产生的EFL比所需的EFL低，即管中的光纤比预计的“短”，第二履带211相对于绞盘207速度的相对速度则降低相应的量，以使管达到较少的延伸并相应增加产生的EFL。

图3示出本发明设备的一部分300，特别是Conform^TM机器301的一部分和部分的填料注射系统302。适于制造本发明光缆的管的金属棒303从旋转摩擦轮304由开口305输送到腔室306中。摩擦轮305表面温度的升高和连续输送材料产生的压力使金属棒303变为塑性。然后，迫使塑化金属309通过喷嘴307的出口形成金属管308。

一根光纤309(或一束光纤)被输送通过端接在喷嘴307下游的第一进料通道310。填料(箭头F)被输送通过设在相对于第一进料通道310的径向外部位置并端接在喷嘴307下游的第二进料通道311。冷却流体的制冷管路312同轴设置并处于相对于第一和第二进料通道310、311的径向外部位置。制冷流体的输入和输出用箭头CF₁、CF₂示出。

在图4中，示出容纳一根光纤402的金属管401在轴平面上的部分横截面，显示典型的压痕剖面。

金属管401具有间距A和深度B的螺旋形压痕(从管的外部无压痕表面起)。

压痕的宽度C(由压痕工具确定)优选比间距A较小。例如宽度C可在间距A的10-50％之间变化，而优选在间距A的20-30％之间变化。

优选地，压痕深度B在宽度C的2％-15％之间。

优选地，压痕深度B不会使得管的内径减小到大于管的原始无压痕内径的10％。

当优选的压痕是螺旋形压痕时，特别是出于制造原因，可以采用其他类型的压痕来达到本发明的目的，例如沿着管采用等距或不等距的环形压痕。

实例1

(对比)

曾制造容纳6根光纤、外径4.6mm和壁厚1.7mm的铝管。

用Conform^TM机器制造该管，并通过起波纹使管缩短。

在波纹机下游利用履带施加40kgf的恒定牵引力。

制出10km长容纳光纤的管。

所需的EFL为0.7％。

产生的金属管具有0％的平均EFL意味着，由于起波纹产生的缩短量完全被随后的拉伸抵消。

在制造期间还可观察到经常断裂。

实例2

(对比)

曾制造容纳6根光纤、外径4.95mm和壁厚1.25mm的铝管。

用Conform^TM机器制造该管。

当与凝胶Seppigel^H-LAV(Seppigel^是Seppic的注册商标)一起成形的同时，将6根光纤供给到管中。

用喷水冷却管。

冷却后，通过起波纹使管缩短0.9％。

起波纹采用如下参数：

-间距：10mm；

-宽度：3mm；和

-深度：0.25mm。

然后，通过在波纹机下游施加20kgf的牵引力使缩短的管延伸0.2％。

用电动机驱动的履带施加所述牵引力，该操作被控制，以保持牵引力基本恒定(±10％)。

制出6km长容纳光纤的管。

所需的EFL为0.7％。

如图5所示，产生的EFL从-0.22％到+0.9％不等。

实例3

(本发明)

曾制造容纳24根光纤、外径5.6mm和壁厚1.8mm的铝管。

和凝胶Seppigel^H-LAV一起提供光纤。

用喷水冷却管。

冷却后，通过起波纹使管缩短0.9％。

起波纹采用如下参数：

-间距：11mm；

-宽度：3.5mm；和

-深度：0.3mm。

然后，通过在波纹机下游施加牵引力使缩短的管延伸0.2％。

用电动机驱动的履带施加所述牵引力。控制所述履带的操作，以便随着EFL的变化改变牵引速度，所述EFL是由延伸下游的第四编码器测出的管长度和由第一编码器测出的光纤长度的测量产生的，所述长度在相同的时期内(例如40m/min)通过。

制出2.6km长容纳光纤的管。

所需的EFL为0.7％。

产生的EFL从0.8％到0.6％不等，如图6和7所示，横坐标是EFL％，纵座标是制出的管长度(m)。特别是图6示出每隔15m完成测量的EFL变化，图7示出每隔45m完成测量的EFL变化。

上述实例1明显表明，在金属管起波纹后没有控制牵引力会使由管起波纹造成的管缩短在随后的操作中实际上被消除，从而防止获得显著的EFL。

在实例2中，在金属管起波纹后施加了基本恒定的牵引力。

控制牵引力被证明有效地使应用管的缩短保持一定的量，因此获得的管具有与所需值接近的EFL平均值。然而，已观察到，由于难以避免起波纹环境的震动和波纹机中管的不均匀状态，不可能在生产全过程中保持局部EFL的恒定值，因此，使局部EFL沿着光缆的纵向延伸相对于平均EFL的变化超出容许的极限。

在实例3中，通过控制波纹机下游的履带速度来控制延伸。已经发现，不管在波纹机和延伸履带中管具有任何可能的不均匀状态，速度控制总是对于将所需的几何条件(即EFL)保持在严格的容差极限范围内是有效的。

Claims (53)

1.一种制造光缆的方法，该光缆包括至少一个容纳至少一根光纤的金属管，所述光缆具有预定的过量光纤长度(EFL)，所述方法包括以下步骤：

-送进所述光纤；

-测量一段时间内送进的所述光纤的长度；

-成形围绕所述光纤的金属管；

-使金属管与所述光纤之间重合；

-在送进金属管的同时，使金属管塑性变形，缩短金属管预定的量(S_t)，该量比所述预定的EFL更大；

-在送进金属管的同时，塑性变形缩短之后的金属管，以使其延伸；

-在所述延伸后，测量所述一段时间内送进的金属管的长度；

-随着所述测量的光纤长度和所述测量的金属管长度的变化评估产生的过量光纤长度；

-通过控制金属管的延伸来调节产生的过量光纤长度以达到所述预定的过量光纤长度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，围绕至少一根光纤成形金属管的步骤通过挤压塑化金属完成。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，围绕至少一根光纤成形金属管的步骤包括监控成形的金属管的速度。

4.根据权利要求1所述的方法，包括将填料供给到所述金属管内的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，填料与光纤分开送进，直到围绕光纤形成金属管之后。

6.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：

-通过喷嘴供给塑化金属，以形成金属管；

-通过第一进料通道将至少一根光纤输送至金属管内，而通道的一端部设置在喷嘴下游；并且

-通过具有设置在喷嘴下游的端部的第二进料通道将填料输送至金属管内。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，缩短步骤通过使所述至少一个金属管起波纹、折皱或压痕完成。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，缩短是通过5到15mm的间距实现的。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，缩短量S_t为0.2％到0.4％，大于与预定的EFL对应的值。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，评估产生的EFL的步骤通过比较延伸后的金属管长度与重合上游测量的光纤长度完成。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，通过控制金属管的延伸来调节产生的EFL的步骤由在拉伸管的设备上的速度调节来实现。

12.一种光缆，其包括容纳至少一根光纤的至少一个金属管，所述光缆具有局部过量光纤长度(EFL)，该局部过量光纤长度相对于光缆的平均EFL沿着光缆的纵向延伸的变化为0.2％或小于0.2％。

13.根据权利要求12所述的光缆，其特征在于，其选自光纤地线、光纤相导体和在恶劣环境中所用的地面光缆。

14.根据权利要求12所述的光缆，其中，光缆的平均EFL为0.2％到1.5％。

15.根据权利要求14所述的光缆，其中，光缆的平均EFL为0.2％到0.9％。

16.根据权利要求12所述的光缆，其中，平均EFL具有负值。

17.根据权利要求12所述的光缆，其中，局部EFL沿着光缆的纵向延伸的变化为0.1％或小于0.1％。

18.根据权利要求12所述的光缆，其中，本发明的光缆包括容纳12到96根光纤的至少一个金属管。

19.根据权利要求18所述的光缆，其中，本发明的光缆包括容纳24到48根光纤的至少一个金属管。

20.根据权利要求12所述的光缆，其中，至少一个金属管由塑性变形金属材料制成。

21.根据权利要求20所述的光缆，其中，金属材料选自钢、铝、铝合金和铜。

22.根据权利要求12所述的光缆，其中，通过折皱、压痕或起波纹所述至少一个金属管相对于容纳在其中的所述至少一根光纤纵向被缩短。

23.根据权利要求22所述的光缆，其中，金属管通过压痕缩短。

24.根据权利要求22所述的光缆，其中，折皱、压痕或波纹具有距管的外包络面0.05mm到2mm的深度。

25.根据权利要求24所述的光缆，其中，所述深度距管的外包络面为0.1mm-1mm。

26.根据权利要求22所述的光缆，其中，折皱、压痕或波纹是螺旋形的，其间距为5mm到15mm。

27.根据权利要求12所述的光缆，其中，金属管的内径为2到11mm。

28.根据权利要求27所述的光缆，其中，金属管的内径为2到4mm。

29.根据权利要求12所述的光缆，其中，金属管的外径为3到15mm。

30.根据权利要求29所述的光缆，其中，金属管的外径为3mm到6mm。

31.根据权利要求12所述的光缆，其中，容纳在金属管中的至少一根光纤嵌入在填料中。

32.根据权利要求31所述的光缆，其中，填料选自凝胶、冻胶或油脂。

33.根据权利要求31所述的光缆，其中，所述填料示出至少一种选自疏水性、吸氢性、触变性的特征。

34.根据权利要求33所述的光缆，其中，所述填料示出等于或高于0.1cm³STP/g的吸氢性，更优选为等于或高于0.5cm³STP/g。

35.根据权利要求31所述的光缆，其中，填料示出40Pa·s到300Pa·s的粘性。

36.根据权利要求35所述的光缆，其中，填料示出更优选为50Pa·s到120Pa·s的粘性。

37.一种制造光缆的设备，该光缆包括至少一个容纳至少一根光纤的金属管，所述光缆具有预定的过量光纤长度(EFL)，该设备包括：

-用于连续成形金属管的装置；

-将至少一根光纤输送到所述金属管内的第一进料通道；

-使金属管和至少一根光纤重合的第一牵引装置；

-缩短所述金属管的波纹机；

-延伸所述金属管的第二牵引装置。

38.根据权利要求37所述的设备，其中，用于形成金属管的装置是连续的金属整形机。

39.根据权利要求37所述的设备，包括将填料输送到所述金属管内的第二进料通道。

40.根据权利要求39所述的设备，其中，第二进料通道相对于第一进料通道同轴并处于径向外部位置。

41.根据权利要求37所述的设备，其特征在于，包括围绕所述第一进料通道的第一冷却装置。

42.根据权利要求41所述的设备，其中，所述第一冷却装置包括冷却管，其相对于第一进料通道同轴并处于径向外部位置。

43.根据权利要求42所述的设备，其中，所述冷却管与第二进料通道同轴并处于其径向外部。

44.根据权利要求37所述的设备，其中，第二冷却装置设在用于形成金属管的装置的下游。

45.根据权利要求37所述的设备，其中，在第一牵引装置的上游设有模具。

46.根据权利要求37所述的设备，其中，第一牵引装置选自绞盘或履带。

47.根据权利要求46所述的设备，其中，第一牵引装置是绞盘。

48.根据权利要求37所述的设备，其中，波纹机提供以0.1°到15°的角度的缩短。

49.根据权利要求48所述的设备，其中，波纹机提供以0.5°到8°的角度的缩短。

50.根据权利要求37所述的设备，其中，第二牵引装置选自覆带或绞盘。

51.根据权利要求50所述的设备，其中，第二牵引装置是绞盘。

52.根据权利要求37所述的设备，其特征在于，包括至少一个长度测量装置。

53.根据权利要求37所述的设备，其特征在于，包括至少四个长度测量装置。

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