Tóm tắt: Cáp quang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực truyền thông nhờ những ưu điểm vượt trội, đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng của các môi trường khác nhau. Để thích ứng với nhiều môi trường khác nhau, việc gia cường tương ứng thường được bổ sung trong quá trình thiết kế cáp quang nhằm đáp ứng các nhu cầu khác nhau. Bài báo này chủ yếu giới thiệu những ưu điểm của sợi thủy tinh (tức sợi thủy tinh) trong việc gia cường cáp quang, đồng thời giới thiệu sơ lược về cấu trúc và hiệu suất của cáp quang gia cường bằng sợi thủy tinh, đồng thời phân tích ngắn gọn những khó khăn trong việc sử dụng sợi thủy tinh.
Từ khóa: gia cố, sợi thủy tinh
1.Mô tả bối cảnh
Sự ra đời và phát triển của truyền thông cáp quang là một cuộc cách mạng quan trọng trong lịch sử viễn thông. Truyền thông cáp quang đã thay đổi phương thức truyền thông truyền thống, cho phép truyền thông với tốc độ cao và dung lượng lớn mà không gặp bất kỳ loại nhiễu từ nào. Với sự phát triển không ngừng của cáp quang và công nghệ truyền thông, công nghệ truyền thông cáp quang cũng đã được cải thiện đáng kể. Với mọi ưu điểm, cáp quang ngày càng được mở rộng phạm vi sử dụng trong lĩnh vực truyền thông. Hiện nay, với tốc độ phát triển nhanh chóng và phạm vi ứng dụng rộng rãi, cáp quang đã thâm nhập vào nhiều lĩnh vực truyền thông hữu tuyến, trở thành phương thức truyền thông chủ đạo của truyền thông hiện đại, tác động ngày càng sâu sắc đến đời sống xã hội.
2. Ứng dụng của hầu hết và các loại cốt thép
Để thích ứng với các môi trường khác nhau, phần gia cố tương ứng thường được thêm vào trong quá trình thiết kế cáp hoặc cấu trúc cáp được thay đổi để đáp ứng các nhu cầu khác nhau. Gia cố cáp quang có thể được chia thành gia cố kim loại và gia cố phi kim loại, các bộ phận gia cố kim loại chính là các kích cỡ khác nhau của dây thép, băng nhôm, v.v., các bộ phận gia cố phi kim loại chủ yếu là FRP, KFRP, băng chống nước, aramid, sợi buộc, sợi thủy tinh, v.v. Do độ cứng và độ bền cao của gia cố kim loại, nên nó chủ yếu được sử dụng trong môi trường xây dựng và sử dụng có yêu cầu cao về lực căng dọc trục, chẳng hạn như lắp đặt trên cao ngoài trời và đường ống, chôn trực tiếp và các trường hợp khác. Các bộ phận gia cố phi kim loại Do có nhiều loại, vai trò của các loại khác nhau. Vì gia cố phi kim loại tương đối mềm và độ bền kéo nhỏ hơn gia cố kim loại nên nó có thể được sử dụng trong nhà, trong các tòa nhà, giữa các tầng hoặc được gắn vào cáp quang gia cố kim loại khi có nhu cầu đặc biệt. Đối với một số môi trường đặc biệt, chẳng hạn như môi trường dễ bị gặm nhấm như đã đề cập ở trên, cần có các vật liệu gia cường đặc biệt để đáp ứng không chỉ ứng suất dọc và ngang cần thiết mà còn cả các tính năng bổ sung, chẳng hạn như khả năng chống gặm nhấm. Bài báo này giới thiệu ứng dụng sợi thủy tinh làm vật liệu gia cường trong cáp kéo RF, cáp bướm ống và cáp chống gặm nhấm.
3. Sợi thủy tinh và những ưu điểm của nó
Sợi thủy tinh là một loại vật liệu kỹ thuật mới, có đặc tính không cháy, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao, hấp thụ độ ẩm, giãn dài và các đặc tính tuyệt vời khác, về tính chất điện, cơ học, hóa học và quang học, nên được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Sợi thủy tinh có thể được chia thành hai loại: sợi không xoắn và sợi xoắn, thường được sử dụng để sản xuất cáp quang.
Sợi thủy tinh dùng làm vật liệu gia cố cáp quang có những ưu điểm sau:
(1) Trong các yêu cầu về độ bền kéo của trường hợp này, sợi aramid được sử dụng làm vật liệu chịu kéo cho cáp quang, vừa kinh tế vừa khả thi. Aramid là một loại sợi tổng hợp công nghệ cao mới, có ưu điểm là độ bền cực cao, mô đun đàn hồi cao và khả năng chịu nhiệt độ cao. Giá của aramid từ trước đến nay vẫn cao, điều này cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí của cáp quang. Giá sợi thủy tinh chỉ bằng khoảng 1/20 aramid, và các chỉ số hiệu suất khác không khác biệt nhiều so với aramid, do đó sợi thủy tinh có thể được sử dụng thay thế aramid, mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn. Bảng dưới đây thể hiện sự so sánh hiệu suất giữa aramid và sợi thủy tinh.
Bảng so sánh hiệu suất của sợi aramid và sợi thủy tinh
(2) Sợi thủy tinh không độc hại, không bắt lửa, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao, độ giãn dài thấp, ổn định hóa học và đáp ứng các yêu cầu hiệu suất của cáp quang như RoHS. Sợi thủy tinh cũng có khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn, giữ nhiệt và cách điện tốt hơn. Nó đảm bảo cáp quang có thể hoạt động bình thường ở nhiệt độ cao hoặc thấp, và có thể thích ứng với các môi trường khắc nghiệt hơn. Tính chất cách điện giúp cáp quang tránh được sét đánh hoặc nhiễu điện từ khác, và có thể được sử dụng rộng rãi trong cáp quang điện môi hoàn toàn.
(3) Cáp quang chứa sợi thủy tinh có thể làm cho cấu trúc cáp nhỏ gọn và tăng cường độ chịu kéo và nén của cáp.
(4) Sợi thủy tinh chống thấm nước là một trong những phương pháp tốt nhất để ngăn nước trong cáp quang. Hiệu quả chống thấm nước của sợi thủy tinh chống thấm nước tốt hơn sợi aramid chống thấm nước, loại sợi này có tỷ lệ trương nở hấp thụ 160%, trong khi sợi thủy tinh chống thấm nước có tỷ lệ trương nở hấp thụ 200%. Nếu tăng lượng sợi thủy tinh, hiệu quả chống thấm nước sẽ càng nổi bật hơn. Đây là kết cấu chống thấm nước khô, không cần lau dầu mỡ trong quá trình nối, thuận tiện hơn cho việc thi công và phù hợp hơn với yêu cầu về môi trường.
(5) Sợi thủy tinh là cấu trúc gia cường của cáp quang có độ linh hoạt tốt, có thể khắc phục nhược điểm của cáp quang là quá cứng và khó uốn cong do được gia cường, mang lại sự thuận tiện cho mọi khâu sản xuất và lắp đặt. Nó ít ảnh hưởng đến hiệu suất uốn của cáp quang, bán kính uốn có thể lên đến 10 lần đường kính ngoài của cáp, phù hợp hơn với môi trường lắp đặt phức tạp.
(6) Mật độ sợi thủy tinh là 2,5g/cm3, cáp quang có sợi thủy tinh gia cố có trọng lượng nhẹ, giảm chi phí vận chuyển.
(7) Sợi thủy tinh cũng có hiệu suất chống gặm nhấm tốt. Ở nhiều cánh đồng và vùng núi tại Trung Quốc, thảm thực vật thích hợp cho loài gặm nhấm sinh sống, và mùi đặc trưng trong vỏ nhựa của cáp quang rất dễ thu hút loài gặm nhấm đến gặm nhấm, do đó, đường cáp thông tin thường bị loài gặm nhấm cắn, ảnh hưởng đến chất lượng truyền thông, thậm chí trong trường hợp nghiêm trọng, có thể dẫn đến việc chấm dứt mạng lưới thông tin liên lạc đường trục, gây thiệt hại đáng kể cho xã hội. Bảng sau đây so sánh ưu và nhược điểm của các phương pháp chống gặm nhấm thông thường và phương pháp chống gặm nhấm bằng sợi thủy tinh.
6. Kết luận
Tóm lại, sợi thủy tinh không chỉ có hiệu suất tuyệt vời mà còn có giá thành thấp, chắc chắn sẽ trở thành vật liệu gia cố cáp quang ngày càng được sử dụng rộng rãi, giúp giảm chi phí sản xuất của các nhà sản xuất cáp quang và đáp ứng tốt hơn các nhu cầu khác nhau của khách hàng trong và ngoài nước.
Thời gian đăng: 09-07-2022