CN111624718A

CN111624718A - 稳相光缆

Info

Publication number: CN111624718A
Application number: CN202010511280.8A
Authority: CN
Inventors: 赵静; 缪小明; 潘和平; 缪斌; 谭枫
Original assignee: Jiangsu Zhongtian Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Zhongtian Technology Co Ltd
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2020-09-04

Abstract

一种稳相光缆，包括由内向外设置的若干缆芯、增强层及外护层，每一所述缆芯包括光纤、涂覆层及紧包层，所述涂覆层包覆于所述光纤表面，所述紧包层包覆于所述涂覆层外。上述稳相光缆通过在光纤外包覆涂覆层，在涂覆层外设置紧包层，在更高温度范围内，保证稳定的传输性能，能有效地降低光纤在环境温度发生改变时光纤传输信号产生的时延，在结构上采用双护套设计，使稳相光缆具有优异的抗拉强度、抗侧压性能和耐反复弯曲性能，适用于极端应用场景。

Description

稳相光缆

技术领域

本申请涉及线缆领域，尤其涉及一种稳相光缆。

背景技术

常规光纤光缆产品，光程差随着温度变化会发生变化，在一定距离的传输过程中，因传输路径温度的变化，信号传输距离会有一定漂移，影响了输出信号的相位稳定性，这一变化过程主要由于纤芯的折射率变化引起，因为光纤的主要材料为石英，热膨胀系数为10^-7数量级，而常规的光纤外层紧包材料的热膨胀系数在10^-5数量级左右，这种热膨胀系数的不一致，会导致在温差变化较大时光纤发生微弯，使得光传输信号在指定时刻到达接收端时相位发生改变，影响光纤的传输性能，而且常规光纤光缆产品的抗拉、抗侧压性能以及耐温性能无法满足极端环境的使用需求。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种稳相光缆，其具有优异的机械、环境性能且传输信号稳定、无时延。

本申请的实施例提供一种稳相光缆包括由内向外设置的若干缆芯、增强层及外护层，每一所述缆芯包括光纤、涂覆层及紧包层，所述涂覆层包覆于所述光纤表面，所述紧包层包覆于所述涂覆层外。

进一步的，在本申请的一些实施例中，所述稳相光缆还包括铠装层，所述铠装层设置于所述紧包层与所述增强层之间。

进一步的，在本申请的一些实施例中，所述铠装层的材料包括柔性金属软管铠装，所述铠装层的铠装壁厚为0.2mm～0.4mm。

进一步的，在本申请的一些实施例中，所述增强层的材料包括芳纶纤维和玻璃纤维，所述芳纶纤维和玻璃纤维采用单向绞合的方式包覆于所述铠装层的外周。

进一步的，在本申请的一些实施例中，所述增强层的材料还包括纤维编织层和金属编织层，所述纤维编织层或金属编织层包覆于所述铠装层的外周，所述纤维编织层包括芳纶纤维编织和玻璃纤维编织，所述金属编织层包括铜丝编织和钢丝编织。

进一步的，在本申请的一些实施例中，所述外护层的材料包括聚全氟乙丙烯树脂、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物及热塑性弹性体材料中的一种。

进一步的，在本申请的一些实施例中，所述涂覆层直径为245μm～255μm，所述涂覆层采用紫外光固化的耐高温丙烯酸树脂或聚酰亚胺树脂形成，所述紧包层采用液晶聚合物材料制成。

进一步的，在本申请的一些实施例中，所述缆芯的数量至少为两根，多根所述缆芯单向绞合或直放。

进一步的，在本申请的一些实施例中，所述光纤衰减满足1310nm≤0.45dB/km，1550nm≤0.40dB/km，温度漂移系数在3ps/km*k～15ps/km*k。

进一步的，在本申请的一些实施例中，所述稳相光缆中还设有阻水纱，所述阻水纱绞合于所述缆芯。

上述稳相光缆通过在光纤外包覆涂覆层，在涂覆层外设置紧包层，在更高温度范围内，保证稳定的传输性能，在结构上采用双护套设计，使稳相光缆具有优异的抗拉强度、抗侧压性能和耐反复弯曲性能，适用于极端场景。

附图说明

图1为本申请一实施方式中的稳相光缆的截面示意图。

图2为本申请一实施方式中的缆芯的截面示意图。

图3为本申请另一实施方式中的稳相光缆的截面示意图。

主要元件符号说明

稳相光缆	100
		缆芯	10
光纤	11
		涂覆层	12
紧包层	13
		阻水纱	14
铠装层	20
		增强层	30
外护层	40

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

上述稳相光缆通过在光纤外包覆涂覆层，在涂覆层外设置紧包层，在更高温度范围内，保证稳定的传输性能，能有效地降低光纤在环境温度发生改变时光纤传输信号产生的时延，在结构上采用双护套设计，使稳相光缆具有优异的抗拉强度、抗侧压性能和耐反复弯曲性能，适用于极端场景。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。

请参阅图1，在一实施方式中，图1所示稳相光缆100用于传输信号，应用于相控阵雷达、深空探测、信号仿真模拟等领域。所述稳相光缆100包括若干缆芯10、由内向外包覆于所述缆芯10外的铠装层20、增强层30及外护层40。

请参阅图2，所述缆芯10包括由内向外包覆设置的光纤11、涂覆层12及紧包层13。在一实施方式中，所述缆芯10的数量至少为两根，多根所述缆芯10缆芯单向绞合或直放。在一实施方式中，所述涂覆层12直径为245μm～255μm，所述涂覆层12采用紫外光固化的耐高温丙烯酸树脂形成，用于提高所述光纤11的耐温性能，使其耐温等级满足-55℃～150℃。在另一实施方式中，所述涂覆层12还可以采用聚酰亚胺树脂。所述涂覆层12的颜色可以根据需求进行选择，如白色、其他颜色等。在一实施方式中，所述光纤11为单模光纤，如G.652、G.655、G.657等。在一实施方式中，所述紧包层13采用液晶聚合物(LCP)材料制成，LCP材料为可在熔融状态下加工的热致性液晶聚合物，可大幅降低光传输信号延时，实现信号稳定传输。在一实施方式中，在液晶聚合物材料中添加玻璃纤维改性的液晶聚合物，或者其他树脂与液晶聚合物组成的聚合物，用于提高成型尺寸稳定性和强度。在一实施方式中，所述缆芯10的尺寸为0.4mm～0.8mm，所述缆芯10的数量可以根据需求设定，可以是1个、2个、3个等。

在一实施方式中，所述紧包层13的挤塑方法，具体为，对光纤进行预热，将光纤牵引至挤塑机的模芯中心，在挤塑压力下，熔融的LCP材料包覆在光纤11表面，经水冷后，在光纤表面形成紧包层13。使用前将LCP材料在干燥箱中于120℃～160℃下烘干至少4h；采用高温挤塑机，挤出螺杆直径为25mm，长径比为25：1；挤塑温度为250℃～320℃；采用挤压成型方式，生产速度为100m/min～200m/min；光纤采用主动放线，光纤预热温度为70℃～150℃；采用水冷方式，冷却温度在15℃～55℃。

可以理解的是，所述缆芯10中还设有阻水纱14，所述阻水纱14绞合于所述缆芯10，用于增加所述缆芯10的阻水性能。在一实施方式中，阻水纱可选择高吸水性树脂的阻水粉替代，也可采用阻水芳纶纤维纱替代。

在一实施方式中，所述铠装层20采用柔性金属软管铠装，所述铠装层20的铠装壁厚为0.2mm～0.4mm。

在一实施方式中，所述增强层30所用的材料包括芳纶纤维和玻璃纤维，采用单向绞合的方式包覆于所述铠装层20的外周，绞合节距为300mm～800mm，如400mm、500mm、600mm等，其中芳纶纤维规格为200丹尼尔～1000丹尼尔，根数为2根～8根。所述增强层30包覆厚度为0.1mm～0.2mm。在另一实施方式中，所述增强层30采用纤维编织层或金属编织层进行包覆，其中纤维编织层包括芳纶纤维编织和玻璃纤维编织；金属编织层包括铜丝编织和钢丝编织；所述编织层厚度为0.1mm～0.3mm；

可以理解的是，所述增强层30的规格数量不限于上述的限定，可以根据具体的拉伸要求进行调整，绞合或包覆过程中，保证所述增强层30设置在所述铠装层20上的结构圆整。

在一实施方式中，所述外护层40的材料包括聚全氟乙丙烯树脂，通过挤塑成型均匀地包覆在所述增强层30表面，所述外护层40的壁厚为0.4mm～1.0mm。在另一实施方式中，所述外护层40的材料还包括其他类型氟塑料，如乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)。在另一实施方式中，所述外护层40的材料还包括热塑性弹性体材料，如热塑性硫化橡胶(TPV)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)。

如图1所示，在一实施方式中，所述稳相光缆100的所述缆芯10的数量为两根所述稳相光缆100包括所述缆芯10、由内向外包覆于所述缆芯10外的铠装层20、增强层30及外护层40，所述稳相光缆100整体外径在3.0mm～5.0mm。所述稳相光缆100在-55℃～150℃范围内，具有优异的耐温性能和较低的温度漂移系数，满足光纤衰减1310nm≤0.45dB/km，1550nm≤0.40dB/km，温度漂移系数在3ps/(km*k)～15ps/(km*k)。所述稳相光缆100具有高抗拉强度、抗侧压、耐反复弯曲、耐老化、耐腐蚀，阻燃等级能满足UL94V-0。

可以理解的是，对铠装层20需求较低时，可以移除铠装层20，如图3所示，在一实施方式中，所述稳相光缆100包括所述缆芯10、由内向外包覆于所述缆芯10外的增强层30及外护层40，所述稳相光缆100整体外径在1.8mm～3.0mm，所述稳相光缆100在-55℃～150℃范围内，具有优异的耐温性能和较低的温度漂移系数，满足光纤衰减1310nm≤0.45dB/km，1550nm≤0.40dB/km，温度漂移系数在3ps/(km*k)～15ps/(km*k)。所述稳相光缆100具有高抗拉强度、抗侧压、耐老化、耐腐蚀，阻燃等级能满足UL94V-0。

可以理解的是，所述缆芯10可以作为单独的光缆使用，如图2所示，稳相光缆整体尺寸为0.4mm～0.8mm；在-55℃～150℃范围内，单芯光缆具有优异的耐温性能和较低的温度漂移系数，满足光纤衰减1310nm≤0.45dB/km，1550nm≤0.40dB/km，温度漂移系数在3ps/(km*k)～15ps/(km*k)。阻燃等级满足UL94V-0。

上述稳相光缆通过在光纤外包覆涂覆层，涂覆层采用特殊的耐高温树脂材料，在更高温度范围内，保证稳定的传输性能，紧包层采用LCP材料，能有效地降低光纤在环境温度发生改变时光纤传输信号产生的时延，在结构上采用双护套铠装设计，使稳相光缆具有优异的抗拉强度、抗侧压性能和耐反复弯曲性能，适用于极端场景，在较宽温度范围内，有着较低的温度漂移系数，，降低传输时延，实现光信号稳相传输。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本申请要求公开的范围内。

Claims

1.一种稳相光缆，其特征在于：包括由内向外设置的若干缆芯、增强层及外护层，每一所述缆芯包括光纤、涂覆层及紧包层，所述涂覆层包覆于所述光纤表面，所述紧包层包覆于所述涂覆层外。

2.如权利要求1所述的稳相光缆，其特征在于：所述稳相光缆还包括铠装层，所述铠装层设置于所述紧包层与所述增强层之间。

3.如权利要求2所述的稳相光缆，其特征在于：所述铠装层的材料包括柔性金属软管铠装，所述铠装层的铠装壁厚为0.2mm～0.4mm。

4.如权利要求2所述的稳相光缆，其特征在于：所述增强层的材料包括芳纶纤维和玻璃纤维，所述芳纶纤维和玻璃纤维采用单向绞合的方式包覆于所述铠装层的外周。

5.如权利要求2所述的稳相光缆，其特征在于：所述增强层的材料还包括纤维编织层和金属编织层，所述纤维编织层或金属编织层包覆于所述铠装层的外周，所述纤维编织层包括芳纶纤维编织和玻璃纤维编织，所述金属编织层包括铜丝编织和钢丝编织。

6.如权利要求3所述的稳相光缆，其特征在于：所述外护层的材料包括聚全氟乙丙烯树脂、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物及热塑性弹性体材料中的一种。

7.如权利要求1所述的稳相光缆，其特征在于：所述涂覆层直径为245μm～255μm，所述涂覆层采用紫外光固化的耐高温丙烯酸树脂或聚酰亚胺树脂形成，所述紧包层采用液晶聚合物材料制成。

8.如权利要求1所述的稳相光缆，其特征在于：所述缆芯的数量至少为两根，多根所述缆芯单向绞合或直放设置。

9.如权利要求1所述的稳相光缆，其特征在于：所述光纤衰减满足1310nm≤0.45dB/km，1550nm≤0.40dB/km，温度漂移系数在3ps/km*k～15ps/km*k。

10.如权利要求1所述的稳相光缆，其特征在于：所述稳相光缆中还包括阻水纱，所述阻水纱绞合于所述缆芯。