Cable à fibre optique résistant à la chaleur

Cable à fibre optique résistant à la chaleur

1.Limites de température du câble à fibre optique

La fibre optique classique est constituée d'un noyau, d'un revêtement et d'un blindage.Le noyau et le revêtement déterminent ses caractéristiques optiques et sont généralement fabriqués en tirant du quartz fondu dans un environnement de 2000 °CAu cours du processus de dessin du verre au quartz, de minuscules fissures sont inévitablement laissées à la surface.Ces fissures peuvent se dilater rapidement ou même provoquer une défaillance des fibres sous diverses contraintes environnementales pendant l'utilisationPar conséquent, dès que la fibre nue est produite, elle est recouverte d'une couche protectrice appelée revêtement, ce qui améliore considérablement ses propriétés mécaniques.ce qui le rend plus résistant à la flexion et à la traction.

Le matériau d'enveloppe est principalement constitué de résine organosilicium ou acrylique, qui est fixée à la fibre nue à l'aide de procédés tels que le réglage thermique ou le durcissement UV.qu'il s'agisse d'une résine organosilicone ou d'une résine acryliqueLa température d'utilisation est inférieure à 180 degrés, si elle dépasse cette température, les matériaux se décomposent.Les industries des fibres optiques posent des exigences plus élevées en matière de performances à haute température.Par conséquent, briser les contraintes de température de la gaine peut considérablement élargir les scénarios d'application des câbles à fibre optique.

L'importance du câble à fibre optique résistant à la chaleur réside dans sa capacité à maintenir une capacité de transmission stable dans des environnements à température extrêmement élevée,qui peut résoudre le problème de l'échec facile des câbles à fibres optiques ordinaires dans des environnements à haute températureL'avènement de ce type de fibre a considérablement élargi les applications de la communication par fibre optique, notamment dans les industries pétrochimiques, énergétique, métallurgique, automobile, aérospatiale,et autres qui nécessitent un fonctionnement à long terme dans des environnements à haute température.

Selon la compréhension internationale, les scénarios d'application des fibres optiques résistantes à la chaleur sont assez étendus.les câbles optiques destinés à la mesure de la température de haute qualité doivent résister à des environnements souterrains à haute température et à haute pression;Dans l'industrie de l'énergie thermique, les câbles de fibre optique sont utilisés pour la production de chaleur.la surveillance en temps réel de la température et de la pression de la chaudière nécessite également la transmission stable de câbles optiques résistants à la chaleur.

En outre, dans l'industrie automobile, heat-resistant fiber optic cables are used in on-board communication and entertainment systems to ensure stable information transmission in high-temperature environments such as engines and exhaust systemsDans le domaine de l'aérospatiale, il existe une forte demande de résistance à haute température des équipements de communication,et l'utilisation de fibres optiques résistantes à la chaleur peut améliorer la fiabilité et la stabilité des équipements de communication dans des environnements à haute température.

2.Fibre optique à haute température - polyimide

Le polyimide (PI), avec sa gamme de températures exceptionnelle de -190°C à +385°C, a pénétré tous les aspects de notre vie depuis sa commercialisation par DuPont en 1961.Les circuits imprimés flexibles (PCI) couramment utilisés dans les produits électroniques sont fabriqués à partir de polyimide comme substrat, car ils doivent être soudés sans plomb à 280 °C.En outre, le polyimide est filait en fibres et tissé en tissus, que l'on trouve dans les équipements des pompiers, des astronautes et des pilotes de voitures de course.

La clé de la résistance à haute température du polyimide réside dans sa structure moléculaire unique.qui rendent la structure moléculaire relativement rigideEn même temps, les liaisons covalentes entre les groupes acyle et les atomes d'azote de la molécule sont très fortes, ce qui confère au polyimide une excellente stabilité thermique.

Le polyimide a une température de décomposition thermique élevée.peuvent avoir des températures de décomposition thermique supérieures à 600°CCette stabilité thermique élevée fait du polyimide un matériau de revêtement idéal pour la fabrication de câbles de fibres optiques résistants à la chaleur, élargissant considérablement la plage de température d'application de la fibre.Les câbles à fibre optique fabriqués avec ce matériau sont souvent appelés fibres PI.

La production de masse de fibres PI n'est pas une tâche facile.tandis que la couche extérieure a un module de protection élevéLa polyimide ne semble pas posséder ces caractéristiques, les pratiques courantes étant de sacrifier leurs propriétés mécaniques et d'utiliser la polyimide pour un seul revêtement,ou utiliser de la résine acrylique traditionnelle pour la couche intérieure et du polyimide pour la couche extérieure pour résister aux températures élevées et basses immédiatesEn outre, le processus de durcissement du polyimide n'est pas aussi mature que les revêtements traditionnels, de sorte qu'il ne peut pas adhérer uniformément et fermement.,et les prix sont généralement plus élevés.

Le processus de dépôt de polyimide sur la surface de la fibre optique implique généralement une technologie de blindage.la fibre nue est lentement immergée dans une solution de polyimideEnsuite, la fibre est retirée de la solution à une vitesse contrôlée pour contrôler l'épaisseur du revêtement.La tension de surface et la viscosité de la solution de polyimide sont soigneusement ajustées pour obtenir un bouclier lisseUne fois protégée, la fibre est durcie à des températures élevées pour relier les molécules de polyimide et améliorer les propriétés mécaniques du bouclier.

3- Avantages et inconvénients des câbles optiques résistants à la chaleur

Le développement de fibres optiques résistantes à la chaleur a ouvert de nouvelles opportunités à diverses industries qui nécessitent une communication fiable dans des environnements à haute température.Ces fibres présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux câbles à fibre optique classiques:

(1) Résistance à haute température: Les fibres optiques résistantes à la chaleur peuvent résister à des températures beaucoup plus élevées sans détérioration ou défaillance significative.Cela leur permet de travailler dans des environnements où les fibres conventionnelles ne conviennent pas.

(2) Transmission fiable: les performances optiques des fibres résistantes à la chaleur restent stables même à des températures élevées.fournir une communication fiable dans des environnements extrêmes.

(3) Application étendue: les fibres résistantes à la chaleur élargissent les applications de la communication par fibre optique, leur permettant d'être utilisées dans des industries telles que la pétrochimie, la production d'électricité, la métallurgie,Ils facilitent la surveillance en temps réel, le transfert de données et la communication dans des environnements à haute température.

Malgré ces avantages, les fibres optiques résistantes à la chaleur rencontrent également des obstacles:

(1) Complexité de fabrication: la production de fibres résistantes à la chaleur nécessite des procédés et des matériaux de protection spéciaux.Le dépôt de matériaux tels que le polyimide sur des câbles à fibres optiques est difficile et nécessite un contrôle précis de l'épaisseur du blindage, l'uniformité et l'adhésion.

(2) Disponibilité limitée: à l'heure actuelle, seuls quelques fabricants dans le monde sont en mesure de fournir des câbles à fibre optique résistants à la chaleur.ce qui conduit à des prix plus élevés par rapport aux fibres classiquesL'augmentation de la demande et l'amélioration des méthodes de production peuvent contribuer à accroître la disponibilité et à réduire les coûts à l'avenir.

(3) Propriétés mécaniques:Les câbles à fibre optique résistants à la chaleur peuvent avoir une résistance mécanique inférieure à celle des fibres conventionnelles en raison des difficultés rencontrées pour obtenir un blindage solide et uniformeLa flexibilité et la protection des applications de revêtement restent un obstacle technique.

La lutte contre ces obstacles et l'amélioration des performances et de la disponibilité des câbles à fibre optique résistants à la chaleur contribueront à la poursuite de la recherche et du développement dans ce domaine.À mesure que la technologie avance, nous pouvons nous attendre à des solutions plus fiables et rentables pour satisfaire la demande croissante de communications fiables à haute température.