专利名称：一种适于极端温度下使用的柔性光缆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通信光缆，尤其涉及一种能够在较宽泛温度范围内使用的 光缆。
背景技术：
我们知道，在很多情况下需要在极端温度条件下(高温在ioo'c以上，低温 在—ioo'c以下)敷设及使用光缆，例如火灾检测、低温容器、髙温管线检测、
热系统的远程控制、蒸汽发电机的监控，以及在航天、航空、核装置等军事系 统中，在这些特殊的场合下，对应用到的光缆耐髙温和耐低温的性能要求较高， 否则光缆的传输质量得不到保证。而现有的通信光缆，由于光纤本身的紫外固
化丙烯酸树脂涂层的使用温度仅为—50'C + 85'C，因此光缆的使用温度通常 只能在一50'C + 70'C范围内，而且常用的PBT束管及光缆的塑料护套也无法 承受过高和过低的极端温度，因此，现有的光缆无法满足上述使用场合的要求。
同时近年来，各种传感光缆得到了很多方面的利用。如利用光时域反射 (OTDR) 技术的分布式光纤传感系统特别是利用布里渊散射光对光纤应变和 温度的敏感性构成的BOTDR (Brillouin OTDR)传感系统，其通过BOTDR发 出的布里渊散射光在单模光纤中传输，利用单模光纤受到应力或温度变化时光 纤中的布里渊散射光就会产生频移的原理，计算得出光纤所受应变和温度的数 值；同样，在利用拉曼散射光对光纤温度的敏感性所构成的ROTDR (Raman
OTDR)传感系统中，也采用到多模光纤作为温度传感元件；另外，在马赫-泽 德(Mach-Zehnder) 型光纤干涉仪构成的相位调制分布式光纤振动传感定位 系统中，也需用单模光纤作为振动传感元件。作为上述温度、振动传感系统的 各种传感光缆也会在极端温度下敷设和使用，因此，需要光缆具有更好的耐温 性能。
另外，由于传统光缆中通常设置有增强刚性的抗张元件，如加强钢丝或 FRP等，这样势必影响光缆的弯曲能力，从而影响了光缆在各种场合尤其是在 极端温度条件下敷设和使用。
发明内容
本发明目的就是为了克服现有技术的不足而提供一种可在一150'C + 300 C温度范围内使用且具有良好弯曲性能的柔性光缆。
为了达到上述发明目的，本发明的技术方案为 一种适于极端温度下使用 的柔性光缆，它包括从外层至里层依次相套设的外护套、钢丝编织层、金属软 套管，所述的金属软套管内设置有至少一根光纤，且每根所述的光纤包括纤芯、 依次包覆在所述纤芯外周的光纤包层和聚酰亚胺涂层。
对上述技术方案的变化和解释如下
1、 所述的金属软套管由金属薄片相螺旋绕制而成，从而使得本发明的金属 软套管不仅能对光纤进行机械的特别是抗压保护外，其螺旋绕制的结构使得整 个光缆更加柔韧，具有良好的弯曲性能，且更进一步地，所述的金属薄片宽度 为lmm 3mm、厚度为0.1mm 0.3mm,金属薄片材质为不锈钢。
2、 所述的光纤的光纤包层与聚酰亚胺涂层之间还包裹有碳密封层，通过设 置该碳密封层，通过碳的吸湿性，可防止潮气对光纤的侵蚀。
3、 所述的钢丝编织层由表面镀锌的细钢丝编织而成。
4、 所述的外护套由浸涂有聚酰亚胺树脂的玻璃纱编织而成，用聚酰亚胺树 脂浸过的玻璃纱编织的外护套取代了常规的塑料套管，不仅增强了光缆的机械 和化学保护作用，而且进一步保证了光缆可在较宽的温度范围内使用。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点本发明 光缆为中心束管式光缆，这样可保证光缆弯曲时，光纤束管承受的形变最小； 由于其光纤涂层采用聚酰亚胺涂层，因而可保证光纤在—180'C + 300'C温度 范围内长期使用；同时采用金属软管不仅能对光纤进行机械特别是抗压保护， 而且有良好的弯曲性能；在金属软管外的钢丝编织层，它是由细钢丝编织而成， 在本发明光缆结构中形成抗张元件，取代了传统光缆采用加强钢丝或FRP等作 为加强元件，从而使得光缆弯曲性能得到进一步提高，因此，本发明光缆适合 于在极端温度下敷设及使用的场合以及室内、机房、设备内联结等各种要求弯 曲半径特别小的场合的应用。
附图1为本发明光缆结构示意图；附图2为本发明光纤结构示意其中1、光纤；11、纤芯；12、光纤包层；13、碳密封层；14、聚酰亚胺 涂层；2、金属软套管；3、钢丝编织层；4、外护套。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明
如图l所示的光缆，包括位于中心的光纤l,光纤1外设有金属软套管2， 光纤1穿入金属软套管2内构成光纤束管，金属软套管2外壁包覆有钢丝编织 层3,钢丝编织层3外套有外护套4，其中，所述的金属软套管2由金属薄片螺 旋绕制而成，在本实施例中，金属薄片采用不锈钢片，且不锈钢片的宽度X厚 度为1.5x0.2mm，下表给出了金属软套管的一些参考数据，但该表格数据并不 能起到对本发明结构的限定，光纤1放置在该金属软管2内，不仅能够受到良 好的机械保护特别是抗压保护，而且使得光缆具有良好的弯曲性能。
金属软套售5 2的规格如下表所示外径 (0mm)内径 (0mm )厚度 C mm)最大长度 (m)光纤芯数
0.80.50.1510001
0.90.70.110001 2
1.20.80.210002 3
1.41.00.210003 5
1.61.20.210004 8
所述的钢丝编织层3是由细钢丝编织而成，且钢丝可采用镀锌低碳钢丝， 钢丝编织层3在本光缆结构中作为抗张元件。外护套4由玻璃纱编制并用聚酰 亚胺树脂浸涂而成，由于聚酰亚胺具有较高的分解温度，(一般都在500'C左右) 和耐低温性能(如在—269'C的液态氦中不会脆裂)，其可对光缆形成良好的机 械和化学保护作用，并可在一180'C + 300'C温度范围内工作。
如图2所示，所述的光纤1包括光纤纤芯11、光纤纤芯11外的光纤包层 12和光纤包层12外涂敷的聚酰亚胺涂层14，在光纤包层12和光纤涂层14之 间还设有碳密封层13。由于光纤外部的涂层材料采用是聚酰亚胺，，因而可保证光纤在—180X: + 300'C温度范围内长期使用。同时在光纤包层12外设置一层 碳密封层13,可防止潮气对光纤的侵蚀作用。在本发明中，光纤可根据使用要 求采用多模或单模光纤，当对弯曲性能要求高时，可采用损耗弯曲不敏感的 G，657光纤。在具体制造的时候，在金属软套管中的光纤可设置有一定的余长， 以保证光缆在敷设和使用时光纤不受附加应力的作用。且光纤1的数量可为1~8 根，但不并限于此数量。
在加工本发明光缆时，光纤1穿入金属软管2内的方法可采用如下两种； 一是根据光纤芯数、不锈钢软管内径及长度的不同采用振动法、压入法、真空 吸入等方法，二是不锈钢皮螺旋软管成型直接在光纤外进行。
而且本发明光缆的金属软套管中，没有充填油膏，因而有利于光缆的敷设 施工，也有利于作为温度、振动传感光缆的使用。特别是在作为振动传感光缆 的使用时，本光缆无油膏的结构特征，由于避免了传统光纤束管中油膏对光纤 振动的阻尼作用，从而使光纤具有最大的振动灵敏度。
权利要求
1、一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在于它包括从外层至里层依次相套设的外护套(4)、钢丝编织层(3)、金属软套管(2)，所述的金属软套管(2)内设置有至少一根光纤(1)，且每根所述的光纤(1)包括纤芯(11)、依次包覆在所述纤芯(11)外周的光纤包层(12)和聚酰亚胺涂层(14)。
2、 根据权利要求l所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在 于所述的金属软套管(2)由金属薄片相螺旋绕制而成。
3、 根据权利要求2所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在 于所述的金属薄片宽度为lmm 3mm、厚度为0.1mm 0.3mm。
4、 根据权利要求2所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在 于所述的金属薄片材质为不锈钢。
5、 根据权利要求1或2所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特 征在于所述的光纤(1)的光纤包层(12)与聚酰亚胺涂层(14)之间还包裹 有碳密封层(13)。
6、 根据权利要求1或2所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特 征在于所述的钢丝编织层(3)由表面镀锌的细钢丝编织而成。
7、 根据权利要求l所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在 于所述的外护套(4)由浸涂有聚酰亚胺树脂的玻璃纱编织而成。
全文摘要
本发明涉及一种可在-150℃～+300℃温度范围内使用且具有良好弯曲性能的柔性光缆，它包括从外层至里层依次相套设的外护套、钢丝编织层、金属软套管，所述的金属软套管内设置有至少一根光纤，且每根光纤包括纤芯、依次包覆在纤芯外周的光纤包层和聚酰亚胺涂层。由于其光纤涂层采用聚酰亚胺涂层，因而可保证光纤在-180℃～+300℃温度范围内长期使用；同时采用金属软管不仅能对光纤进行机械特别是抗压保护，而且有良好的弯曲性能等；因此，本发明光缆适合于在极端温度下敷设及使用的场合以及室内、机房、设备内联结等各种要求弯曲半径特别小的场合的应用。
文档编号G02B6/44GK101520531SQ200910115168
公开日2009年9月2日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者意 刘, 张海军, 沈小平, 陈炳炎 申请人:江苏通鼎光电股份有限公司