ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в конструкциях оптических кабелей, использующихся в системах связи и передачи информации.
Известны конструкции оптических модулей со свободной укладкой оптических волокон внутри полимерной трубки. Они используются в большинстве выпускаемых оптических кабелей модульной конструкции [Г. Мальке, П. Гессинг. Волоконно-оптические кабели. Глава 9. Перевод с немецкого. Издание второе дополненное. 2001. LINGUA-9, Новосибирск].
Эти модули выполняются из полимерных материалов с низким коэффициентом температурного расширения, например, из полиизобутелентерефтолата или поликарбоната, внутренне пространство трубок заполнено гидрофобным гелем, в котором находятся одно или несколько оптических волокон с тонким лаковым покрытием. Модули обычно имеют диаметр от 1,8 до 3 мм.
Недостатком полимерных модулей и оптических кабелей на их основе является ограниченный рабочий температурный диапазон из-за температурных усадок в области низких температур, приводящих к изгибу оптического волокна и возрастанию затухания.
Известен также оптический кабель [Г. Мальке, П. Гессинг. Волоконно-оптические кабели. Рис 9.21. Перевод с немецкого. Издание второе дополненное. 2001. LINGUA-9, Новосибирск], содержащий стальную сварную трубку, имеющую внешний диаметр 2,5 мм, с расположенными внутри ее, по меньшей мере, одним оптическим волокном с защитным полимерным покрытием и гидрофобным заполнителем и защитную полимерную оболочку.
К недостаткам этого технического решения следует отнести относительно плохую гибкость и относительно низкую стойкость к многократным перегибам, что снижает его эксплуатационные возможности.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является оптический кабель [RU 56007, U1, G02B 6/44, Н01В 7/00, 27.08.2006], содержащий бронированную оболочку в виде стальной трубки с расположенным внутри нее, по меньшей мере, одним оптическим волокном с защитным полимерным покрытием и гидрофобным заполнителем, причем, трубка выполнена в виде повива из преформированных стальных проволок или стренг, с кратностью шага повива не более 10.
Особенностью этого технического решения является то, что, количество преформированных стальных канатных проволок или стренг составляет от 6 до 8, стальная трубка имеет сварной шов, расположенный по винтовой линии, и кабель снабжен внешней полимерной оболочкой.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая продольная герметичность, вызванная выполнением бронированной оболочки в виде стальной трубки, а также обусловленные этим плохая гибкость и низкая стойкость к многократным перегибам, что ухудшает эксплуатационные характеристики оптического кабеля.
Задача, которая решается в полезной модели, заключается в повышении продольной герметичности, гибкости и стойкости к многократным перегибам с целью улучшения эксплуатационных характеристик оптического кабеля.
Требуемый технический результат заключается в повышении продольной герметичности, гибкости и стойкости к многократным перегибам оптического кабеля.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в оптическом кабеле, содержащем бронированную оболочку, внутри которой расположены оптические волокна с защитным полимерным покрытием, помещенные в гидрофобный заполнитель, причем, бронированная оболочка выполнена в виде повива из проволок с кратностью шага повива не более 10, согласно полезной модели, в качестве проволок для повива используют 5-8 проволок диаметром 0,5-3 мм из мягких проводниковых материалов с упроченным поверхностным слоем толщиной от 10% до 30% толщины проволоки, выполненным путем нагартовки при волочении.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем что, в качестве проволоки для повива используют или медную, или алюминиевую, или нихромовую проволоку.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем что, бронированная оболочка снабжена внешней полимерной оболочкой.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем что, гидрофобный заполнитель выполнен в виде смеси полиизобутилена и сэвилена.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором показан оптический кабель в разрезе (частный случай использования 4-х оптических волокон и 6 проволок в повиве, образующего бронированную оболочку).
На чертеже обозначены: 1- бронированная оболочка, 2 - проволока, образующая бронированную оболочку, 3 - упроченный поверхностный слой, 4 - оптическое волокно, 5 - гидрофобный заполнитель, 6 - внешняя полимерная оболочка.
Оптический кабель содержит бронированную оболочку 1, внутри которой расположены оптические волокна 4 с защитным полимерным покрытием, помещенные в гидрофобный заполнитель 5.
В оптическом кабеле бронированная оболочка 1 выполнена в виде повива из проволок 2 с кратностью шага повива не более 10, в качестве проволок 2 для повива используют 5-8 проволок диаметром 0,5-3 мм из мягких проводниковых материалов с упроченным поверхностным слоем от 10% до 30% толщины проволоки, выполненным путем нагартовки при волочении.
Примером используемой проволоки для повива является медная, алюминиевая или нихромовая проволока, бронированная оболочка снабжена внешней полимерной оболочкой, а гидрофобный заполнитель выполнен в виде смеси полиизобутилена и сэвилена.
Проволока для повива подвергается упрочнению, например, за счет волочения и нагартовки с толщиной от 10% до 30% ее толщины. Возможны и другие способы упрочнения поверхностного слоя, например применение биметаллического материала алюминий-медь, сталь-алюминий и т.п.
Использование числа проволок 2 для повива менее 5 приводит к относительно низкой прочности бронированной оболочки, а при числе проволок более 8 - возникает излишняя сложность кабеля. Преимущественный диаметр проволок для повива составляет 2-3 мм, поскольку при меньшем диаметре может быть не обеспечена достаточная прочность бронированной оболочки, а более толстая проволока с диаметром более 3 мм. приводит к излишнему расходованию материала. Упроченный поверхностный слой составляет от 10% до 30% ее толщины, что достаточно для создания прочной бронированной оболочки. Меньшая толщина может не обеспечить требуемую прочность, а большая толщина приводит к неоправданному усложнению конструкции кабеля.
Используется предложенный оптический кабель следующим образом.
Пример. Для изготовления бронированной оболочки использовали нихромовую мягкую проволоку диаметром 0,8 мм, выполненную из сплава Х20Н80. Эта проволока прошла упрочнение за счет нагартовки при волочении глубиной 0,05 мм. При проведении технологических операций изготовления кабеля нагартованный слой обеспечил увеличение его жесткости и, тем самым, создание устойчивой полости внутри бронированной оболочки. В конструкции кабеля были использованы стандартные оптические волокна на рабочую температуру 85°С, термостойкие оптические волокна на рабочую температуру до 300 и более °С и специальные оптические волокна, например, из сапфира. В последнем случае рабочая температура ОК составляет 1300°С.
Экспериментальная проверка полностью подтвердила достижение требуемого технического результата, заключающегося в повышении продольной герметичности, гибкости и стойкости к многократным перегибам оптического кабеля.