CN110045471A - 一种空间用光纤柔性辐照保护套及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种空间用光纤柔性辐照保护套及其制备方法，该保护套包括依次包裹的光纤紧套管、内编织层、外编织层和外层保护套，所述光纤紧套管和外层保护套为塑料，所述内、外编织层分别以光纤紧套管和内编织层为编织芯径，编织材料为金属线，如铜线。本发明通过采用高密度金属线和高密实度编织工艺在光纤外层形成柔性辐照保护层，使得光纤在恶劣的辐照条件下不会发生功能失效且在较小的力矩作用下能够展开和弯曲。

Description

一种空间用光纤柔性辐照保护套及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种空间用光纤柔性辐照保护套及其制备方法，属于光纤辐照保护技术领域。

背景技术

光纤作为光信号传递的特殊载体，在国民生活、工业生产和科学研究中得到广泛应用。随着光纤及光纤相应衍生技术日臻成熟，光纤应用已经逐渐拓展到宇航领域，如光纤陀螺、原子磁力仪(张衡01号卫星)和量子单元(墨子号卫星)等。

光纤主要材质为SiO₂，是一种特殊玻璃，该材料在宇宙射线的照射下会发生损伤，导致光纤出现不可逆的光功率传递损失，使得依靠光纤传递光信号的仪器设备发生失效。

当前，光纤生产厂家主要针对地面使用环境进行光纤研发，没有考虑太空中的辐照影响而进行相应的抗辐照设计，而且由于光纤制作基材自身的局限性，在无外界保护的条件下很难承受较大剂量的宇宙射线照射而不发生功能失效。因此亟需提供一种光纤辐照保护套。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对现有技术的不足和缺陷，提供一种空间用光纤柔性辐照保护套及其制备方法，保证光纤在恶劣的辐照条件下不会发生功能失效且在较小的力矩作用下能够展开和弯曲。

本发明的技术解决方案是：一种空间用光纤柔性辐照保护套，该套筒包括光纤紧套管、内编织层、外编织层和外层保护套，所述光纤紧套管、内编织层、外编织层和外层保护套由内到外依次紧密包裹在光纤纤芯外。

所述光纤紧套管和外层保护套采用ETFE聚乙烯塑料或聚酰亚胺塑料制成。

所述内编织层、外编织层均由金属丝编织而成，并且，内编织层以光纤紧套管为编织芯径，外编织层以内编织层为编织芯径。

所述内编织层、外编织层的编织密实度≥95％。

所述内、外编织层的单边厚度均≥0.1mm。

所述编织用金属线直径≤0.05mm。

所述外层保护套通过热拉塑成型工艺紧密包裹在外编织层外。

本发明的另一个技术解决方案是：一种空间用光纤柔性辐照保护套的制备方法，该方法包括如下步骤：

s1、在光纤纤芯外部紧密包裹光纤紧套管；

s2、在光纤紧套管外部紧密包裹内编织层；

s3、在内编织层外部紧密包裹外编织层，所述内编织层、外编织层由金属丝编织而成；

s4、在外编织层外部紧密包裹外层保护套。

所述光纤紧套管和外层保护套为ETFE聚乙烯塑料或聚酰亚胺塑料。

所述步骤s4采用热拉塑成型工艺包裹外层保护套，所述热拉塑成型温度≤275℃，所述热拉塑成型速度为30m/min～35m/min。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)、本发明的空间用光纤柔性辐照保护套筒采用高密度金属线和高密实度编织工艺在光纤外层形成双层柔性辐照保护层，使得光纤在恶劣的辐照条件下不会发生功能失效。

(2)、本发明的空间用光纤柔性辐照保护套筒采用柔性细金属线编织辐照保护层、采用柔性塑料制作光纤紧套管和外层保护套，使得光纤抗辐照的同时具有较好的柔性，在较小的力矩作用下能够展开和弯曲。

(3)、本发明的空间用光纤柔性辐照保护套筒采用的金属线和柔性塑料具有较好的耐高低温性能，使得按此方法制作的光纤线缆具有较好的耐高低温性能。

(4)、本发明的空间用光纤柔性辐照保护套筒采用的柔性细金属线编织工艺和保护套热拉塑成型工艺，工艺成熟、工序简单，具有较好的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动成果的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为按本发明一种空间用光纤柔性辐照保护方法制作的线缆逐层剥开示意图。

其中，1为光纤纤芯，2为光纤紧套管，3为内编织层，4为外编织层，5为外层保护套。

图2为按本发明一种空间用光纤柔性辐照保护方法制作的线缆横截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种空间用光纤柔性辐照保护套及其制备方法，保证光纤在恶劣的辐照条件下不会发生功能失效且在较小的力矩作用下能够展开和弯曲。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1和图2，本发明实施例提供了一种空间用光纤柔性辐照保护套及其制备方法，该保护套包括光纤紧套管2、内编织层3、外编织层4和外层保护套5。光纤紧套管2、内编织层3、外编织层4和外层保护套5由内到外依次紧密包裹。光纤紧套管2通过热拉塑工艺与光纤纤芯1紧密包裹，内编织层3通过以紧套管2为芯线的编织工艺与紧套管2紧密包裹，外编织层4通过以内编织层3为芯线的编织工艺与编织层3紧密包裹，外层保护套5通过热拉塑工艺与外编织层4紧密包裹。

在一可选实施例中，光纤紧套管2与光纤纤芯1直接接触，光纤紧套管2紧密包裹在光纤纤芯1外，光纤紧套管2外径≤1mm。用以保护光纤纤芯，防止其在后续工序中受到损坏。

在一可选实施例中，光纤紧套管2为耐高低温、耐辐照、硬度较小、机械性能优异的塑料，如ETFE聚乙烯塑料、聚酰亚胺塑料。保证光纤在包裹光纤紧套管后具有优良的力学性能和耐高低温性能，同时具有一定柔软性。

在一可选实施例中，内编织层3与光纤紧套管2直接接触，内编织层3紧密编织在光纤紧套管2外，内编织层3编织密实度≥95％，内编织层3编织单边厚度≥0.1mm，保证光纤具有初步抗辐照能力的同时进一步提高其机械性能。

在一可选实施例中，内编织层3编织线为高密度、编织性能优异的金属线，如铜线，所述编织金属线直径≤0.05mm。提高编织工艺可控性，提高光纤在编织金属层后的抗辐照能力，保证光纤具有优良的力学性能和耐高低温性能，同时具有一定柔软性。

在一可选实施例中，外编织层4与内编织层3直接接触，外编织层4紧密编织在内编织层3外，所述外编织层4编织密实度≥95％，所述外编织层4编织单边厚度≥0.1mm。用于进一步提高光纤抗辐照能力。

在一可选实施例中，外编织层4编织线为高密度、编织性能优异的金属线，如铜线，所述编织金属线直径≤0.05mm。提高编织工艺可控性，提高光纤在编织金属层后的抗辐照能力，保证光纤具有优良的力学性能、耐高低温性能的同时具有一定柔软性。

在一可选实施例中，外层保护套5与外编织层4直接接触，外层保护套5通过热拉塑成型工艺紧密包裹在外编织层外。保证光纤具有绝缘属性，同时隔绝内、外编织层金属丝与外界接触，防止其发生化学反应影响整体抗辐照性能，进一步提高光纤机械性能。

在一可选实施例中，所述热拉塑成型温度≤275℃，所述热拉塑成型速度为30m/min～35m/min，外层保护套5外径≤2mm。提高热拉塑成型工艺可控性，防止温度过高光纤受到损坏，同时防止拉塑过快导致外层保护套5壁厚不均匀。

在一可选实施例中，外层保护套5为耐高低温、耐辐照、硬度较小、机械性能优异的塑料，如ETFE聚乙烯塑料、聚酰亚胺塑料。保证光纤保护套具有优良的力学性能、耐高低温性能和耐辐照性能，同时具有一定柔软性。

本发明还提供了上述空间用光纤柔性辐照保护套筒的制备方法，该方法包括如下步骤：

s1、在光纤纤芯外部紧密包裹光纤紧套管；

s2、在光纤紧套管外部紧密包裹内编织层；

s3、在内编织层外部紧密包裹外编织层，所述内编织层、外编织层由金属丝编织而成；

s4、在外编织层外部紧密包裹外层保护套。

所述步骤s4采用热拉塑成型工艺包裹外层保护套，所述热拉塑成型温度≤275℃，所述热拉塑成型速度为30m/min～35m/min。所述光纤紧套管和外层保护套为ETFE聚乙烯塑料或聚酰亚胺塑料。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种空间用光纤柔性辐照保护套，其特征在于包括光纤紧套管、内编织层、外编织层和外层保护套，所述光纤紧套管、内编织层、外编织层和外层保护套由内到外依次紧密包裹在光纤纤芯外。

2.根据权利要求1所述的一种空间用光纤柔性辐照保护套，其特征在于所述光纤紧套管和外层保护套采用ETFE聚乙烯塑料或聚酰亚胺塑料制成。

3.根据权利要求1所述的一种空间用光纤柔性辐照保护套，其特征在于所述内编织层、外编织层均由金属丝编织而成，并且，内编织层以光纤紧套管为编织芯径，外编织层以内编织层为编织芯径。

4.根据权利要求3所述的一种空间用光纤柔性辐照保护套，其特征在于所述内编织层、外编织层的编织密实度≥95％。

5.根据权利要求3所述的一种空间用光纤柔性辐照保护套，其特征在于所述内、外编织层的单边厚度均≥0.1mm。

6.根据权利要求3所述的一种空间用光纤柔性辐照保护套，其特征在于所述编织用金属线直径≤0.05mm。

7.根据权利要求3所述的一种空间用光纤柔性辐照保护套，其特征在于所述外层保护套通过热拉塑成型工艺紧密包裹在外编织层外。

8.一种空间用光纤柔性辐照保护套的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

s1、在光纤纤芯外部紧密包裹光纤紧套管；

s2、在光纤紧套管外部紧密包裹内编织层；

s3、在内编织层外部紧密包裹外编织层，所述内编织层、外编织层由金属丝编织而成；

s4、在外编织层外部紧密包裹外层保护套。

9.根据权利要求8所述的一种空间用光纤柔性辐照保护套的制备方法，其特征在于所述光纤紧套管和外层保护套为ETFE聚乙烯塑料或聚酰亚胺塑料。

10.根据权利要求8所述的一种空间用光纤柔性辐照保护套的制备方法，其特征在于所述步骤s4采用热拉塑成型工艺包裹外层保护套，所述热拉塑成型温度≤275℃，所述热拉塑成型速度为30m/min～35m/min。