CN103941328A - 色彩编码光纤 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及色彩编码光纤，公开了使用两种颜色的光纤色彩编码方案，其中该两种颜色中的每一种构成光纤涂层表面的一半。如果涂层的纵向部分被认为是中空的圆柱，那么两种颜色的每一种是中空半圆柱。为确保两种颜色中的每一种对安装者而言都总是清晰可见，这两种颜色扭在一起。使用两种颜色来编码显著增加了可用的唯一色码的数量。对整个涂层着色减小了在识别光纤上出错的机会。

Description

色彩编码光纤
技术领域
本发明涉及具有双色编码的色彩编码光纤。
背景技术
光纤的色彩编码是公知的并且被广泛应用。光纤的标准颜色遵循传统的电线标准，即：
光纤编号 颜色
1 蓝
2 橙
3 绿
4 棕
5 暗蓝灰
6 白
7 红
8 黑
9 黄
10 紫
11 玫瑰红
12 水绿
其中白色和黑色是出于本发明的目的而被考虑的颜色。显然，这一组颜色允许对在光纤线缆中的12根光纤有效地进行编码。然而，商业使用中的大芯数光纤线缆常常具有多于12根的光纤，经常要多很多。
为克服此限制，提出了使用多种颜色。在美国专利No.US6317553中描述了一种这样的方案。该专利特别地描述了沿着光纤长度延伸的连续细色条的使用。通过背景的颜色和该条的颜色，以及表1中的颜色选择，有可能具有66种颜色的细合。
在一些应用中，特别是在现场应用中，工作环境使得辨别这些颜色组合可能会困难，尤其是识别细条的颜色。
发明内容
我们设计了一种使用两种颜色的色彩编码方案，其中两种颜色中的每一种构成光纤涂层表面的大致一半。如果涂层的纵向部分被认为是中空的圆柱，那么两种颜色中的每一种就是中空的半圆柱。为确保两种颜色中的每一种对于安装者来说都总是清晰可见，这两种颜色被形成为扭在一起。所得到的光纤在以下可以称为半扭转光纤。使用两个颜色来编码本质上增加了可用的唯一色码的数量。
附图说明
图1是根据本发明的半扭转光纤的横截面；
图2是沿着该半扭转光纤长度获取的图1的光纤的纵向视图；以及
图3是根据本发明的可用于施加色彩涂层的光纤拉伸装置的示意图。
附图中的图形不是按比例绘制的。
具体实施方式
参见图1，示出了按照本发明进行了色彩编码的光纤。图1是横切光纤长度的截面图。该光纤的光波导部分被示出为11。通常波导是被玻璃包层包围的玻璃芯。在一些应用中，也可以使用塑料光纤。术语“光纤”意在表示玻璃的或者塑料的光波传输介质和包围该光传输介质的保护涂层。在此描述的本发明主要涉及光纤的保护涂层。
光纤涂层是在被从光纤预制件拉伸出来时被挤压到光纤波导上的聚合物。由于光纤波导易碎，保护涂层总是在形成光纤波导时施加。
光纤涂层可以是单层，或者更典型地，是先后地施加到所拉伸的光纤上的两层或更多层。这些选择，以及光纤涂覆方法一般是公知的。
光纤是从预制件中拉伸出来的。图3示出了一种光纤拉伸装置，其具有预制件31和基座32，该基座32代表用于软化玻璃预制件并启动光纤拉伸的熔炉(未示出)。拉伸的光纤被示出为33。然后初生的光纤表面穿过大体上被指示为34、具有容纳涂层预聚合物的腔室35的涂覆杯或围绕物。为了多次涂覆，使用多于一个的涂覆装置，并与其它涂覆装置一先一后地布置。多个涂层也可以在单个施加器中湿叠湿地(wet-on-wet)施加。当施加多种颜色时，该杯或围绕物可以进行分割以收容两种预聚合物，每种预聚合物具有不同的颜色。来自涂层腔室的液态涂覆光纤通过模具41而排出。模具41和预聚合物的流体动力学性质的结合控制涂层厚度。然后预聚合物涂覆光纤44曝露于紫外灯45，以固化预聚合物并完成涂覆工艺。也可以适当地使用其它固化射线。然后，具有固化涂层的光纤通过收线卷轴47被卷起。该收线卷轴控制光纤的拉伸速度。可以使用通常在1-100米/秒的范围内的拉伸速度。光纤在涂覆杯(特别是在排出模具41中)中居中，以保持光纤和涂层的同心，这点很重要。商用的装置通常具有控制光纤的对准的滑轮。模具自身内的流体动压有助于使光纤居中。由微步分度器(micro-step indexer)(未示出)控制的步进电机(stepper motor)控制收线卷轴。
光纤的涂层材料通常是聚氨酯、丙烯酸酯、或者聚氨酯丙烯酸酯，其添加有紫外光引发剂。图3中示出了具有单个涂覆杯的装置，然而具有双涂覆杯的双涂覆装置是通常使用的。在双涂层光纤中，典型的第一涂层材料或内涂层材料是软质的、低模量的材料，例如硅树脂、热熔蜡、或任何具有相对低模量的多种聚合物材料。用于第二涂层或外涂层的通常材料是高模量聚合物，典型地是聚氨酯或丙烯酸酯。在商业实践中，两种材料可以为低和高模量的丙烯酸酯。涂层的直径通常在150-300微米的范围，标准的是大约240微米。也可能使用第三涂层。
为了进行色彩编码，颜色添加剂与预聚合物混合。它可以与第一涂层的预聚合物混合，或者通常优选地与第二或第三预聚合物混合。认识到典型的固化聚合物光纤涂层可能是透明的，色彩编码涂层可以是双涂层光纤的第一涂层，或者是三涂层光纤的第二涂层。根据本发明，对于双色编码，可以使用分离的施加杯。该施加杯可以具备将杯分成两半的隔层，每一半容纳具有不同颜色的一种预聚合物。在一种方便的布置中，第二模具可以具有相离180度的两个进料口，对每个口独立地供给预聚合物。
虽然在一些应用中，可能优选作为光纤拉伸工艺的一部分来形成色彩编码涂层，但也可以在具有一个或两个保护涂层的初始光纤已经以常规方式被拉伸之后，在单独的操作中施加色彩编码涂层。采用该选择，被拉伸并涂覆了的光纤穿过另外的涂覆装置，在该涂覆装置中这两种颜色的涂层被作为第二或第三涂层而施加。单独的两种颜色的涂层的典型厚度可以在2-20微米的范围内。
返回参见图1，示出了双层涂覆，该双层涂覆具有第一涂层12和包围该第一涂层的第二涂层。根据本发明，第二涂层具有两个色彩编码段，13a是一种颜色，而13b是另一种颜色。当从横切光纤长度的截面图(即图1所示的视图)观察涂层时，两个编码段中的每一个绕涂层外周延伸180度。段13a和13b中的每一个的一般形状没有通常的定义，然而如果涂层的纵向部分被考虑为中空圆柱，那么两个色彩编码段中的每一个可以定义为中空的半圆柱。
如之前所提到的，使用两种颜色来编码光纤允许可用于识别光纤的唯一色码的数量显著增加。例如，当采用8种常规颜色时，就有28种使用双色的唯一色彩组合。这以如下的表格说明。
表1
单色(8) 双色(28)
白 白/黑
红 白/紫
橙 白/绿
黄 白/蓝
蓝 白/黄
绿 白/橙
紫 白/红
黑 红/橙
红/黄
红/蓝
红/绿
红/紫
红/黑
橙/黄
橙/蓝
橙/绿
橙/紫
橙/黑
黄/蓝
黄/绿
黄/紫
黄/黑
蓝/绿
蓝/紫
蓝/黑
绿/紫
绿/黑
紫/黑
色彩编码光纤的一种已知的工业标准具有12种不同颜色。在本发明的双色编码中使用这样范围的单种颜色将产生66种可能的唯一颜色组合。显然更少的或者更多的颜色和颜色组合都在本发明的构思范围内。
本领域技术人员将理解到，本发明的色彩编码光纤相比使用细色条来编码的光纤更易识别。该结果对于安装者能够正确识别大芯数光纤线缆中的单个光纤是很重要的。尤其是在现场安装的情况下，光纤的拼接或连接可能在不友好的条件下，或者在光线暗的条件下进行。在大多数光纤安装中，光纤线缆的一端、或者安装了或正在安装缆线的中间点、缆线护套的一小段长度被移除，暴露出少许英寸到若干英寸或更多的光纤。光纤有可能被定向成使得仅有一半的光纤涂层能容易看到。在此情况下，有可能安装者看到的大部分颜色是单色，而双色编码的第二种颜色不能清楚地识别。为了克服这种可能性，光纤可以在拉伸时扭转。这在施加涂层时导致了双色涂层的扭转。这显示于图2，其中以完整的一圈扭转示出了图1的双色编码光纤的一部分。该图不是按比例绘制的，为了清楚起见对光纤的直径进行了夸大。为了确保在通常安装中所经历的大多数可能条件下正确识别光纤，建议双色编码光纤的每米至少扭转完整的一圈。如在此所述的，具有双色中空半圆柱涂层的被扭转的光纤可以称为半扭转光纤。
合适的光纤扭转模式的例子是可以通过旋转光纤或模具来完成的S-Z扭转，或者是由旋转拉伸装置的模具而得到的S扭转。
总之，根据本发明的半扭转色彩编码光纤包括具有细长的聚合物涂层的光纤光波导。该细长的聚合物涂层沿着涂层的任意延伸的部分具有圆形的横截面。半扭转光纤沿着涂层的任意延伸部分还具有纵向截面，该纵向截面包括中空柱体形状，并且当被分割为两半时形成第一中空半圆柱部分和第二中空半圆柱部分。根据本发明的一个主要方面，第一中空半圆柱部分具有与第二中空半圆柱部分不同的颜色。“沿着任意延伸的部分”的限定意味着沿着至少一米的光纤的长度。在优选实施例中该一米长度的光纤包括一圈扭转或多圈扭转。
总结该具体实施方式，需要注意对于本领域技术人员而言，在基本不背离本发明的原理的情况下，能够对优选实施例进行许多变化和修改将是显而易见的。所有这些变化、修改及等同物意在在这里被包含于如权利要求所限定的本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种半扭转色彩编码光纤，包括：
光纤光波导，
覆盖所述光纤光波导的细长的聚合物涂层，
所述细长的聚合物涂层沿着该细长的聚合物涂层的任意延伸的部分具有圆形横截面，并且沿着该细长的聚合物涂层的任意延伸的部分具有纵向截面，所述纵向截面包括中空柱体形状，并且被分割为两半，以形成第一中空半圆柱涂层部分和第二中空半圆柱涂层部分，所述第一中空半圆柱涂层部分具有与第二中空半圆柱涂层部分不同的颜色。
2.如权利要求1所述的半扭转色彩编码光纤，其中所述光纤和所述聚合物涂层沿着光纤的长度被扭转。
3.如权利要求2所述的半扭转色彩编码光纤，其中所述光纤和所述聚合物涂层沿着光纤的长度，每米至少被扭转一圈。
4.如权利要求1所述的半扭转色彩编码光纤，其中所述色彩编码的聚合物包括所述光纤的第一涂层。
5.如权利要求1所述的半扭转色彩编码光纤，其中所述色彩编码的聚合物包括所述光纤的第二涂层。
6.如权利要求1所述的半扭转色彩编码光纤，其中所述色彩编码的聚合物包括所述光纤的第三涂层。
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