CN111077618A - 层绞式光缆正弦绞合方法 - Google Patents

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黄正欧
华金婷
曹剑翔
陈涛
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Abstract

本发明公开了一种层绞式光缆正弦绞合方法，绞合单元以正弦曲线方式围绕中心加强件进行绞合，正弦绞合旋转角度为±（180°~270°）。本发明使松套管在光缆中的绞合余长全部可以形成光缆中光纤的结构余长，可以获得光缆中光纤的结构余长最大化，用较少的松套管绞合长度得到需要的光缆中光纤的结构余长，充方提高光纤等材料的利用率，且光缆受到拉伸时松套管内的光纤不会受到牵拉而引起光纤应变影响光纤的传输性能，同时提高光缆的拉伸性能和高低温性能。

Description

层绞式光缆正弦绞合方法
技术领域
本发明涉及通信传输领域，特别是涉及一种层绞式光缆正弦绞合方法。
背景技术
传统的层绞式光缆的绞合单元（如：松套管、紧包光纤等）以螺旋绞合，即：S向单一绞合方式和SZ型绞合，即：SZ正反交替绞合方式，用来组装光缆缆芯、增加光缆中光纤的结构余长、改善光缆弯曲性能、高低温性能、提高光缆的拉伸性能。螺旋绞是将除中心单元（即：中心加强元件或已成缆缆芯）外其他所有缆芯绞合元件以一定的绞合节距绞合在中心元件周围，对于松套层绞式光缆，通过绞合节距的控制使光纤在光缆中产生一定的余长，即光缆中光纤的绞合结构余长；SZ绞合是将除中心单元外其他所有缆芯绞合元件以一定的绞合节距和旋转周数（通常10π-16π）、通过S向和Z向交替相间、绞合在中心单元周围，这种方式除了通过绞合节距的控制获得光缆中光纤的结构余长外，在光缆受到拉伸时绞合的松套管只在SZ换向点处可以展开产生余长，进一步改善拉伸，但由于换向点较少且对光缆中光纤的结构余长贡献有限，平均到每个节距几乎可以忽略不计。传统成缆的绞合方式，在光缆结构尺寸不变的情况下，只有通过减小光缆绞合单元（松套管）的绞合节距（即增加绞合长度）来获得更多的光缆中光纤的结构余长来增加光缆的拉伸性能。
其中，螺旋绞合和SZ绞合光缆中光纤的结构余长计算方法如下：
Figure 564459DEST_PATH_IMAGE001
ε1-螺旋绞合光缆中光纤的结构余长， r0-中心加强件半径与松套管半径之和，r1-中心加强件半径与松套管壁厚、等效光纤束半径之和，P-光缆缆芯绞合节距。
Figure 176706DEST_PATH_IMAGE002
ε2-SZ绞合光缆中光纤的结构余长，r0-中心加强件半径与松套管半径之和，r1-中心加强件半径与松套管壁厚、等效光纤束半径之和，P-光缆缆芯绞合节距，ε＇-换向点展开形成的光缆中光纤的结构余长（可忽略不计）。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种层绞式光缆正弦绞合方法，光缆内绞合单元以正弦曲线的方式绞合在中心加强件外，能够获得稳定的光缆中光纤的结构余长，该种绞合方式的光缆具有稳定的光缆中光纤的结构余长、较高的抗张强度和良好的高低温性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种层绞式光缆正弦绞合方法，绞合单元以正弦曲线方式围绕中心加强件进行绞合，正弦绞合旋转角度为±（180°~270°），正弦绞合光缆中光纤的结构余长计算式如下：
Figure 353347DEST_PATH_IMAGE003
Figure 178084DEST_PATH_IMAGE004
式中：ε3-正弦绞合光缆中光纤的结构余长，LT-n个周期绞合单元长度，L0-n个周期的光缆长度，r0-中心加强件半径与松套管半径之和，T-一个周期的光缆长度，n-绞合周期。
在本发明一个较佳实施例中，中心加强件的直径为1.0mm～10.0mm。
在本发明一个较佳实施例中，松套管直径1.0mm～6.0mm。
在本发明一个较佳实施例中，一个周期光缆长度60mm～600mm，n≥1。
本发明的有益效果是：本发明使松套管在光缆中的绞合余长全部可以形成光缆中光纤的结构余长，可以获得光缆中光纤的结构余长最大化，用较少的松套管绞合长度得到需要的光缆中光纤的结构余长，充方提高光纤等材料的利用率，且光缆受到拉伸时松套管内的光纤不会受到牵拉而引起光纤应变影响光纤的传输性能，同时提高光缆的拉伸性能和高低温性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为正弦绞合展开后的正弦曲线示意图；
图2为螺旋绞合示意图，螺旋绞合时松套管在中心加强件上是按一个方向绞合的，如顺时针围绕中心加强件进行绞合；
图3为SZ绞合示意图，SZ绞合时，松套管围绕中心加强件在S方向绕6～8圈，在换向点进行换向，再在Z方向绕6～8圈，如此反复进行绞合，一根缆芯包含若干个换向点；
图4为正弦绞合示意图，正弦绞合时松套管在S方向绞合半圈，再在Z方向绞合半圈，反复进行绞合，松套管以正弦曲线的方式围绕在中心加强件上进行绞合；
附图中各部件的标记如下：1、松套管，2、中心加强件，3、换向点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4，本发明实施例1包括：
一种层绞式光缆正弦绞合方法，绞合单元以正弦曲线方式围绕中心加强件进行绞合，正弦绞合旋转角度为±（180°~270°），正弦绞合光缆中光纤的结构余长计算式如下：
Figure 890825DEST_PATH_IMAGE003
Figure 814918DEST_PATH_IMAGE004
式中：ε3-正弦绞合光缆中光纤的结构余长，LT-n个周期绞合单元长度，L0-n个周期的光缆长度，r0-中心加强件半径与松套管半径之和，T-一个周期的光缆长度，n-绞合周期。
将放线架上的加强芯拉至绞合台，从绞合台穿出，然后依照色谱按逆时针顺序穿束管，将束管手动绞合后用胶带固定在加强芯上，扎纱固定在手动绞合后的加强芯上，设定正弦绞合角度±（180°~270°），正弦绞合节距60mm～600mm，设定好参数后即可启动开机。
当中心加强件直径1.4mm时，松套管直径1.8mm，松套管壁厚0.32mm，等效光纤束0.69mm，即r0=(1.4+1.8)/2=1.6，一个周期内光缆长度T=65mm，绞合周期n=3077，光缆长度2km，则正弦绞合光缆中光纤的结构余长ε3为12‰。
同样的结构尺寸下，即中心加强件直径1.4mm时，松套管直径1.8mm，松套管壁厚0.32mm，等效光纤束0.69mm，即r0=(1.4+1.8)/2=1.6，光缆绞合节距P=65mm，r1=(1.4+2*0.32+0.69)/2=1.365，SZ绞合光缆中光纤的结构余长ε2为3‰。SZ绞合获得同样大小12‰的光缆中光纤的结构余长时，需要将绞合节距减小到33mm。
与SZ绞合相比，正弦绞合可获得最大化的光缆中光纤的结构余长。
请参阅图1至图4，本发明实施例2包括：
一种层绞式光缆正弦绞合方法，绞合单元以正弦曲线方式围绕中心加强件进行绞合，正弦绞合旋转角度为±（180°~270°），正弦绞合光缆中光纤的结构余长计算式如下：
Figure 511479DEST_PATH_IMAGE003
Figure 608748DEST_PATH_IMAGE005
式中：ε3-正弦绞合光缆中光纤的结构余长，LT-n个周期绞合单元长度，L0-n个周期的光缆长度，r0-中心加强件半径与松套管半径之和，T-一个周期的光缆长度，n-绞合周期。
将放线架上的加强芯拉至绞合台，从绞合台穿出，然后依照色谱按逆时针顺序穿束管，将束管手动绞合后用胶带固定在加强芯上，扎纱固定在手动绞合后的加强芯上，设定正弦绞合角度±（180°~270°），正弦绞合节距60mm～600mm，设定好参数后即可启动开机。
当中心加强件直径1.8mm时，松套管直径2.5mm，松套管壁厚0.35mm，等效光纤束0.97mm，即r0=(1.8+2.5)/2=2.15，一个周期内光缆长度T=85mm，绞合周期n=2353，光缆长度2km，则正弦绞合光缆中光纤的结构余长ε3为12‰。
同样的结构尺寸下，即当中心加强件直径1.8mm时，松套管直径2.5mm，松套管壁厚0.35mm，等效光纤束0.97mm，即r0=(1.8+2.5)/2=2.15，绞合节距P=85mm，r1=(1.8+2*0.35+0.97)/2=1.735，SZ绞合光缆中光纤的结构余长ε2为4‰。SZ绞合获得同样大小12‰的光缆中光纤的结构余长时，需要将绞合节距减小到50mm。
与SZ绞合相比，正弦绞合可获得最大化的光缆中光纤的结构余长。
本发明层绞式光缆正弦绞合方法的有益效果是：本发明光缆内绞合单元以正弦曲线的方式绞合在中心加强件外，能够获得稳定的光缆中光纤的结构余长，该种绞合方式的光缆具有稳定的光缆中光纤的结构余长、较高的抗张强度和良好的高低温性能；本发明使松套管在光缆中的绞合余长全部可以形成光缆中光纤的结构余长，可以获得光缆中光纤的结构余长最大化，用较少的松套管绞合长度得到需要的光缆中光纤的结构余长，充方提高光纤等材料的利用率，且光缆受到拉伸时松套管内的光纤不会受到牵拉而引起光纤应变影响光纤的传输性能，同时提高光缆的拉伸性能和高低温性能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种层绞式光缆正弦绞合方法，其特征在于，绞合单元以正弦曲线方式围绕在中心加强件进行绞合，正弦绞合旋转角度为±（180°~270°），正弦绞合光缆中光纤的结构余长计算式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 361436DEST_PATH_IMAGE002
式中：ε3-正弦绞合光缆中光纤的结构余长，LT-n个周期绞合单元长度，L0-n个周期的光缆长度，r0-中心加强件半径与松套管半径之和，T-一个周期的光缆长度，n-绞合周期。
2.根据权利要求1所述的层绞式光缆正弦绞合方法，其特征在于，中心加强件的直径为1.0mm～10.0mm。
3.根据权利要求1所述的层绞式光缆正弦绞合方法，其特征在于，松套管直径1.0mm～6.0mm。
4.根据权利要求1所述的层绞式光缆正弦绞合方法，其特征在于，一个周期光缆长度60mm～600mm，n≥1。
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