專利名稱：復(fù)合式光纖架空線及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及復(fù)合式光纖架空線，它具有一種光學(xué)裝置，其中許多光纖或光纖束納置于一管中，許多導(dǎo)線繞到此管上，本發(fā)明還涉及相應(yīng)的制造方法。
鑒于涂層光纖的強度低，在此之前已有日本專利公報(公開)平6-148475號等提出了將涂層光纖設(shè)置于金屬管內(nèi)的結(jié)構(gòu)，以把涂層光纖應(yīng)用于通信光纜的形式中。


圖1是傳統(tǒng)的一般金屬型光學(xué)裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖中以標號101指涂層光纖，以標號102指金屬管。涂層光纖101置于金屬管102的內(nèi)部空間，能以一定空隙松馳。此內(nèi)部空間充以低濕度的氣體或抽成真空。在此，為了能在此金屬管型光纖裝置鋪設(shè)后保持住傳輸特性與可靠性，重要的是使涂層光纖101在金屬管102內(nèi)具有合適的過量長度。
在這種傳統(tǒng)金屬型的光學(xué)裝置中，初始時是相對于涂層光纖101的總長均勻地給出一個過量的長度。由于涂層光纖101設(shè)在金屬管102中時可以一定的空隙松馳，因而易由于各種各樣的外力與熱滯的作用而在長向中運動。結(jié)果就會產(chǎn)生過量長度的偏差，使涂層光纖局部松動。特別是當(dāng)涂層光纖101置納于金屬管102中時，由于與塑料涂層光纖相比的低摩擦系數(shù)，此涂層光纖的運動便會導(dǎo)致過量長度的不均勻分布。于是就會有因涂層光纖101的彎曲而增加彎曲損耗的問題。
此外，在把傳統(tǒng)金屬管型光纖裝置用作架空線時，此光學(xué)裝置會因風(fēng)而受振動影響。因此就會使涂層光纖與金屬管102重復(fù)碰撞而從金屬管102接收到側(cè)壓，使損耗加大。尤其是在金屬管102中，由于它與塑料管相比有較高的楊氏模量和較大的剛性，就更會使損耗有較大的增加。此外，在有一批涂層光纖101設(shè)在金屬管102中時，這些個涂層光纖1就會重復(fù)相互碰撞，使得一根涂層光纖受到其它涂層光纖的側(cè)壓作用，而致?lián)p耗增加。
在發(fā)生上述情況時，將不利于涂層光纖101的傳輸特性與壽命，于是便有了一個在傳統(tǒng)金屬管型光學(xué)裝置鋪設(shè)后確?？煽啃缘膯栴}。
圖2是傳統(tǒng)復(fù)合式光纖架空線的剖面圖。圖中的標號111指光學(xué)裝置，112指護管，113指隔件，114指螺旋槽，115指涂層光纖，而116指導(dǎo)線。這種傳統(tǒng)的光纖組成架空線時是把例如鋁涂層鋼絲之類的大量導(dǎo)線116絞繞到光學(xué)裝置111上，在后者的外周上形成導(dǎo)體的鉸合線層而構(gòu)成。光學(xué)裝置111由鋁制護管覆蓋。鋁制隔件113設(shè)在護管112內(nèi)而在護管112的周面上形成多個螺旋槽114。涂層光纖115便分別置納于螺旋槽114內(nèi)。
在這種傳統(tǒng)的復(fù)合式光纖架空線中，涂層光纖是由鋁制的隔件113與護管112所保護，這種結(jié)構(gòu)具有足夠的機械強度和優(yōu)良的可靠性。但由于采用了隔件113而使得能夠容納涂層光纖的空間很小。這就產(chǎn)生了一個要減小光學(xué)裝置111的尺寸和增加涂層光纖數(shù)的問題。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種復(fù)合式光纖的架空線，其中不僅減少了涂層光纖在金屬管中所受到的側(cè)壓，還抑制了涂層光纖在金屬管中的運動，由此可以防止對光纖傳輸特性與壽命產(chǎn)生不利影響；同時提供了一種相應(yīng)的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的另一個目的在于提供這樣一種復(fù)合式光纖的架空線，其中減少了一批光纖束之間適應(yīng)的過量長度差，同時提供了一種相應(yīng)的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的復(fù)合式光纖架空線包括光纖束，它具有一批光纖和用來將這批光纖集束而按預(yù)定間距卷繞的條帶；金屬管，其中納置光纖束；以及一批導(dǎo)線，它們絞繞到上述的那種光學(xué)裝置上；其中的光纖束置納于金屬管中而使這一光纖束具有一過量的長度。
此外，在本發(fā)明的生產(chǎn)上述光學(xué)裝置的方法中，用條帶卷繞到成束的一批光纖上而生產(chǎn)出光纖束；將一批光纖束周期些地鉸繞，便光纖束具有預(yù)定的反向角；將這批光纖束插入金屬管中；再將此金屬管圍繞一鉸盤則讓此管與光纖束成為整體。
在本發(fā)明的復(fù)合式光纖架空線中，不僅可以減少涂層光纖在金屬管中受到的側(cè)壓，而且可以抵制涂層光纖在金屬管中的運動，由此能防止不利于涂層光纖的傳光特性與壽命。
在如此生產(chǎn)出的復(fù)合式光纖架空線中，可以減少在一批光纖束之間適應(yīng)的過量長度差。
在附圖中圖1是示明傳統(tǒng)金屬管光學(xué)裝置的剖面圖；圖2是示明傳統(tǒng)的復(fù)合式光纖架空線的剖面圖；圖3是示明依據(jù)本發(fā)明的一種復(fù)合式光纖的架空線的剖面圖；圖4是本發(fā)明的一種光學(xué)裝置例的透視圖5A示明本發(fā)明的光學(xué)裝置生產(chǎn)設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)；圖5B是光纖束的剖面圖，用來例釋涂層光纖在線路集中模中的狀態(tài)；圖6示意地說明對一試驗產(chǎn)品的評估結(jié)果與一比較例；圖7是示明本發(fā)明的復(fù)合式光纖架空線的剖面圖；圖8是示明本發(fā)明的光學(xué)裝置另一例的剖面圖；圖9是示明本發(fā)明的光學(xué)裝置又一例的剖面圖；圖10示明用作比較例的金屬管型光學(xué)裝置的剖面圖；圖11是用來說明振動試驗結(jié)果的抗振特性曲線圖；圖12示明物料占有率變化時初始傳輸損耗特性與抗振特性的特性曲線圖；圖13示明本發(fā)明的光學(xué)裝置又另一例的剖面圖；圖14示明本發(fā)明的光學(xué)裝置復(fù)又另一例的剖面圖；圖15示明生產(chǎn)本發(fā)明光學(xué)裝置的方法；圖16示明本發(fā)明光學(xué)裝置的振動試驗結(jié)果；圖17示明本發(fā)明光學(xué)裝置在振動試驗前的初始傳輸特性；圖18示明本發(fā)明光學(xué)裝置又再一例子的透視圖；圖19是示明在絞盤上的光學(xué)裝置的說明圖；圖20A與20B示明在鉸盤上的光學(xué)裝置中光纖束的位置關(guān)系；圖21是示明本發(fā)明光學(xué)裝置的生產(chǎn)方法的說明圖；圖22是示明一種變換器作業(yè)的說明圖；圖23A與23B分別是本發(fā)明生產(chǎn)方法中和一比較例中光纖束的過量長度率的曲線圖；圖24是一曲圖，示明本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)周期與過量長度率的變化的關(guān)系；圖25是一曲線圖，示明本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)角與過量長度率的變化的關(guān)系。
下面參看附圖詳述本發(fā)明。
圖3是采用了一種光學(xué)裝置的用來說明本發(fā)明一實施例的復(fù)合式光纖架空線的剖面圖。圖中的標號1指光學(xué)裝置；2指護管；3指光纖束；而4指導(dǎo)線。此復(fù)合式光纖架空線以這樣的一種方式制成，使得有大量的導(dǎo)線4卷線到光學(xué)裝置1的外周上。例如，光學(xué)裝置1是由不銹鋼或鋁制護管2蓋住，而在護管2中有一或多根例如兩根光纖束3，并使它們具有某種過量長度。
在圖3中，所用的光學(xué)裝置，例如具有與各個導(dǎo)線4相同的直徑。光學(xué)裝置1設(shè)在中央部分，而把六根導(dǎo)線4以導(dǎo)體絞合線層的形式圍繞著光學(xué)裝置1的外周上設(shè)置。但是，此光學(xué)裝置1與導(dǎo)線4之間的配置關(guān)系，也可以同于參看圖2所述的先有技術(shù)中在光學(xué)裝置11與導(dǎo)線4之間的關(guān)系，或采用另一種布置關(guān)系。
此外，上述導(dǎo)體絞合線層中的導(dǎo)線4中之一可以由光學(xué)裝置1置換。還有，在布置一批光學(xué)裝置1的情形，這些光學(xué)裝置1除了在中央部份之外可設(shè)在導(dǎo)體絞合線層之中，或者可把這批光學(xué)裝置1只設(shè)在導(dǎo)體絞合線層中而把導(dǎo)線4設(shè)于中央部分內(nèi)。
圖4是本發(fā)明的光學(xué)裝置的透視圖。圖中與圖3相同的部件對應(yīng)地采用相同的標號而略去其說明。標號11指涂層光纖而12指條帶。每個光纖束3是由一批例如七根涂層光纖11形成。在各個光纖束3中，有六根涂層光纖是按不繞一根涂層光纖外周上鉸合的形式配置，整個七根涂層光纖是粗略地由條帶12集束到一起。在這批涂層光纖中，上述中心部和任何其它涂層光纖11都可以由一根具有高抗拉強度的金屬線置換。
至于每根涂層光纖11，例如可采用外徑為0.25mm的涂層光纖，其中是把一種紫外固化樹脂的預(yù)涂層預(yù)涂敷到具有125μm的微徑玻璃光和徑纖上；或是采用外徑為0.4mm的涂層光纖，在其上面涂敷有硅樹脂的預(yù)涂層。
下面描述條帶12每個條帶12例如是由一束纖維構(gòu)成，這些纖維是有色的以用于識別多個光纖束3。當(dāng)把這種條帶用于只有一根光纖束3時，這時即使條帶不著色，也能將此光纖束與其它光纖束3區(qū)別開。所述顏色不限于彩色的，也可以是無色的。組成條帶12的纖維束中的纖維可以染成兩種顏色，使得光纖束3可通過這兩種顏色的組合來識別。
一根光纖束3可以用上一批條帶12。這時，如以后所述，至少有兩根條帶最好以相互相反的方向纏繞。這批條帶可以染成同一種或不同的顏色。
由于這種復(fù)合式光纖架空線是與輸電線路平行鋪設(shè)，此復(fù)合式光纖架空線就有可能為感應(yīng)電流，偶然事故的短路電流，等等瞬時加熱到約200℃的高溫。此外，這種復(fù)合式光纖的架空線由于布線張力造成的拉長，因振動的拉長，因升溫的拉長，等等，而會經(jīng)受到比一般架空線更大的應(yīng)力。特別是當(dāng)條帶12在高溫下熱壓縮時，涂層光纖11便會由于它上面的條帶12的緊固力而受到條帶12的側(cè)壓，同時還受到為條帶捆集成束的光纖束3和護管2內(nèi)壁間形成的側(cè)壓的影響。
在側(cè)壓影響之下，涂層光纖11易受微彎的影響而增加傳輸損耗，特別是在GI(梯度折射率)型涂層光纖的情形中的大。于是，光纖束3是在具有過量長度的狀態(tài)下顯納在擴管2中。
為了防止因熱變質(zhì)而增加微彎損耗，應(yīng)該讓條帶12采用一種熔點不高于200℃就不會熱熔化的材料，例如可采用棉纖維束、Kepler纖維束，等等。
要是把纖維束用作條帶12，由于此纖維束的剖面形狀易于變形，條帶12與涂層光纖11便相互會作表面接觸。這樣，與采用同涂層光纖11作線接觸的單芯圓條帶相比，采用這種纖維束時就會增寬接觸部分。結(jié)果可以減少涂層光纖11每單位面積上所受條帶12的側(cè)壓。
特別是在把不銹鋼管用作護管2的情形，使用上述條帶12可以顯著減小側(cè)壓，這是由于護管是剛性的不會變形，且由于作用在涂層光纖11上的側(cè)壓與把一般塑料管用作護管的情形相比要大。
此外，當(dāng)使條帶12具備有過量的長度，就可以抑制條帶12熱收縮造成的側(cè)壓。具體地說，可在條帶12的長度控制到滿足下述關(guān)系式下來給出此條帶的過量長度0＜E＝(l－L)/L×100(％)＜1.0式中l(wèi)為條帶長度，L是光纖束的長度，而E是條帶的過量長度比。稍后將參看圖5描述使條帶12本身具有過量長度的方法。
在把纖維束用作條帶12時，此纖維束本身最好是絞合形式的。要是纖維束蓬松化，由于這種極細的蓬松部分為涂層光纖11所捕獲而會束緊光纖11本身，就會增加損耗。通過把纖維束絞合就能防止這種損耗的增加。此外，要是在光學(xué)裝置生產(chǎn)過程中當(dāng)條帶從它的卷筒上輸出時產(chǎn)生蓬松現(xiàn)象，這種蓬松部分就會為涂層光纖11捕獲，導(dǎo)致摩擦力不穩(wěn)而會改變條帶12的供應(yīng)張力。從生產(chǎn)穩(wěn)定性的觀點考慮，這種條帶也最好是絞合式的。要是條帶所絞合的節(jié)距太短，這種條帶就不易變形。因此，此絞合節(jié)距應(yīng)選擇成不小于100mm。
從在終端部分于光纖束3之間進行識別的觀點考慮，涂層光纖11的束占的條帶所大致卷成的節(jié)距最好要短；而從涂層光纖11的生產(chǎn)特性與傳輸特性這兩點考慮，這種粗繞的節(jié)距最好要大。當(dāng)光纖束3彎曲時，在彎曲處內(nèi)側(cè)的涂層光纖11便被留下不動，而外側(cè)中的涂層光纖11側(cè)被拉動，這是因為這部分光纖未被絞合而是集成束的。要是在這種情形下條帶12粗繞的節(jié)距短，則涂層光纖11便難以運動。因彎曲而形成涂層光纖11的過量長度在彎曲的內(nèi)側(cè)不易被均勻吸收，導(dǎo)致涂層光纖呈鋸齒形。結(jié)果使損耗增加。
另外，當(dāng)條帶12在高溫下熱收縮而形成了作用到涂層光纖11上的緊固力時，如果把粗繞的節(jié)距選擇得長，也可防止損耗的增加。具體地說，當(dāng)T是每單位長度上的緊固力，R是粗繞條帶的螺旋的曲率，P是相繞的節(jié)距，而r是此粗繞條帶的半徑時，可給出以下關(guān)系T∝1R=1/(P2/(4π2r)+r)]]>隨著粗繞節(jié)距P的加大，緊固力T便減小。從后面應(yīng)用試驗結(jié)果所作的說明中可知，當(dāng)把粗繞的節(jié)距P選擇成不小于100mm，便不會引起損耗增加。
順便指出，要是此粗繞的節(jié)距P太長，由于彩色條帶12在終端部分變松馳而易于分開，就難以據(jù)此種條帶來識別光纖束了。于是便用兩種彩色條帶12來對應(yīng)于一根光纖束3，使它們以相互相反的方向卷繞，這樣即使是在條帶12變松馳的情形下，也能使另一根條帶不松馳。另外也可采用三或多根條帶12，此時最好使至少有兩根條帶依相互相反的方向卷繞。
圖5A與5B示意地表明用于生產(chǎn)本發(fā)明光條裝置的設(shè)備。圖5A是此設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)圖，而圖5B是光纖束的一個剖面圖，用于例釋涂層光纖在線路集中模22中的狀態(tài)。在這兩個圖中，與圖1和2相同的部件采用相同的標號而略去其說明。標號21指供應(yīng)裝置，22指線路集中模，23指條帶卷筒；24指條帶供應(yīng)張力調(diào)節(jié)板，25指繞帶管，26指輥裝置，27指焊接裝置，28指供應(yīng)裝置，29指不銹鋼帶，30指拉伸裝置而31指卷取裝置。
參考圖5A，從供應(yīng)裝置21供給的十四根涂層光纖11分成兩組分別供給于線路集中模22，也就是說，這十四根涂層光纖11集成兩根各由七根涂層光纖11組成的光纖束。從線路集中模中拉出的這兩根光纖束的每一根隨后在供應(yīng)給輥裝置26之前通過兩個條帶卷筒23。
各個條帶卷筒23有一條供應(yīng)張力調(diào)節(jié)板24以及一繞帶管25。條帶卷筒23配置成使其中央軸線與光纖束共線。條帶12以絡(luò)紗形式卷繞到各個繞帶管25之上。每個條帶卷筒23都未設(shè)有任何供轉(zhuǎn)動用的動力裝置，使得條帶12從條帶供給張力調(diào)節(jié)板24出來時由于只有摩擦力的作用，故能在低張力的基礎(chǔ)上繞到光纖束上。用于各光纖束的這兩個條帶卷筒23使條帶12相續(xù)地依相反方向繞到光纖束上。這兩根各有兩條條帶12卷繞的光纖束便成了上面對照圖4中所述的光纖束3。
這兩根光纖束3由輥裝置26準直而供應(yīng)給焊接裝置27。于此同時，從供給裝置28向焊接裝置27供給一不銹鋼帶29，而得以形成具有任意外徑的能包圍這兩根光纖束3的不銹鋼管。此種不銹鋼管及是前面參看圖4所述的一個具體例子并構(gòu)成了上面對照圖3與4說明的整個光學(xué)裝置1。拉伸裝置30例如是由皮帶輸送器一類驅(qū)動裝置，等等組成，它從上面與下面挾住光學(xué)裝置1而供應(yīng)給卷取裝送置31。由于涂層光纖11并未絞合而是集束，故不需驅(qū)動供給裝置21轉(zhuǎn)動。因此，不僅可以簡化設(shè)備還可以提高生產(chǎn)線的速度。
正如前面對照圖4所述，最好使條帶12本身有一個過量的長度。下述的兩種方法是有代表性的賦于此條帶自身以過量長度的方法。
第一種方法是去調(diào)節(jié)涂層光纖11的供應(yīng)張力與條帶12的供應(yīng)張力。為給條帶本身以過量的長度，使條帶的長度滿足關(guān)系式(Tf/Ef)＞(Tb/Eb)式中Tf是涂層光纖11的供應(yīng)張力，Ef是涂層光纖11的楊氏模量，Tb是條帶12的供應(yīng)張力，而Eb是條帶12的楊氏模量。
第二種方法是使條帶12在涂層光纖11緊緊集束之前進行卷繞。在圖5A所示的繞路集中模22中，采用的是足夠大的模以使光纖11能松散地集束到一起。也即如圖5B所示，涂層光纖11作有間隙地集束，由條帶12作大致地卷繞，然后左輥26或類似裝置所在的位置束緊就位。利用這種方法，可使條帶12具備過量的長度。
下面描述試驗產(chǎn)品和測試結(jié)果。將外徑各為0.25mm的涂層光纖集，使一根涂層光纖置于中央，而繞其周圍配置六根涂層光纖。這些涂層光纖11所確定的幾何上最小的圓周的D直徑給定為D＝0.75mm。這一涂層光纖束用一根棉纖維束帶12或兩根棉纖維束帶粗略地卷繞，節(jié)距為100mm或更大，而制備成光纖束3。在采用兩根條帶12時，它們依相反方向卷繞。作為一個比較例，按節(jié)距60mm相繞制成一個樣品。將兩根這樣制成的光纖束3置納于外徑為3.0mm的不銹鋼護管2中，生產(chǎn)出光學(xué)裝置1。
在參考圖2對傳統(tǒng)構(gòu)型所做的描述中，需將光學(xué)裝置41的外徑選定成不小于5.0mm，以便在光學(xué)裝置41中容納T約12根涂層光纖。相反，在上述試驗產(chǎn)品中，由于不僅可將此光學(xué)裝置的外徑減至3.0mm還可以采用不銹鋼管，因而能保證充分的機械強度。
作為熱穩(wěn)定性測試，進行了200℃下熱震測試和在-40～100℃范圍內(nèi)的熱循環(huán)測試。在波長1.55μm條件下測出初始損耗增大了，同時在熱穩(wěn)定性測試中損耗也增加了。
圖6示意地說明了對上述試驗產(chǎn)品與比較例的評價結(jié)果。當(dāng)粗繞的節(jié)距為80mm而條帶具有0.15％的拉伸率(此數(shù)值表明“條帶的過量長度比是-0.15％”)時，初始損耗增加0.1dB/km。但當(dāng)粗繞節(jié)距為100或300mm時，即使是條帶的過量長度比為0.15％，初始損耗也并未增加。此外，當(dāng)粗繞節(jié)距比為80mm時，如果條帶的過量長度比為0.10％與-0.15％，則在熱穩(wěn)定測試中的損耗分別增加了0.3dB/km與0.15dB/km。當(dāng)相繞節(jié)距為100mm時，如果過量長度比為0.1％或0.5％，則在熱穩(wěn)定測試中損耗沒有增加。再有，當(dāng)粗繞節(jié)距為300mm，如果過量長度比為1.00％，就能設(shè)別光學(xué)裝置，但要是過量長度比為1.5％，條帶就會過于松馳而難以識別光學(xué)裝置。
順便指出，由于條帶12是由纖維束制成，要是給以小的負載，條帶12的長度便易于改變。也就是說，條帶12的長度可以在它繞到光纖束上的同時改變。因此，必須測量出條帶12在未受載荷時的長度。
首先對條帶待測長度的兩端的所在位置作出標記。其次從光纖束上除下此條帶。然后固定它的一端，并將每次5g的從5g至25g的重物掛在此條帶的另一端。在各個重量下測量上述兩標記間的長度。繪制出曲線圖，其中以X軸表示載荷，Y軸表示條帶長度，各載荷標志間的距離繪出于此曲線圖上。假定Lx是條帶在各載荷下的長度，T為載荷，L0是條帶在無載荷下的長度，E為楊氏模量，S是條帶的模剖面積，則可以構(gòu)成方程L＝(T/ES＋1)L0為此，用最小二乘逼近法擬合了標繪于曲線上的五個點，在T＝0處獲得了Y截距即L0。
圖7是復(fù)合式光纖架空線結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖中的標號1指一金屬管型光學(xué)裝置；4a指鋼線，而4b指鋁線。將一層共六根鋼線4a和一層共十二根鋁線4b構(gòu)成的雙層絞合件這樣地用作為金屬管型光學(xué)裝置1的導(dǎo)線，使得這六根鋼線4a配置于金屬管型光學(xué)裝置1的外周上，而十二根鋁線4b則處于鋼線層的外周上。此金屬管型光學(xué)裝置1的直徑與鋼線4a的直徑還同樣與鋁線4b的直徑都是相等的。另外，也可不用上述結(jié)構(gòu)而將鍍鋁鋼線的雙層絞合件應(yīng)用到金屬管型的光學(xué)裝置1的周邊上。上述導(dǎo)線的數(shù)目與布置方式不限于圖中所示情形。此外，上述導(dǎo)體絞合線層中的一根導(dǎo)線可與金屬管型光學(xué)裝置1互換。再者，可以設(shè)置一批金屬管型光學(xué)裝置1。
順便指出，這種金屬管型光學(xué)裝置可以直接用作光纜，或是用作在金屬管周圍設(shè)有外套的光纜，或是用作圍繞一中心抗拉材料件設(shè)置著一批金屬管型光學(xué)裝置而以外套覆罩的光纜。
圖8是本發(fā)明的光學(xué)裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖中的標號41指光纖，42指金屬管，43指緩沖材料；而44指條帶。在居中的緩沖材料43的外周上依縱向裝附著或螺線式卷繞有一批涂層光纖41，并由條帶44粗繞到其外周上而形成光纖束。金屬管42中至少裝設(shè)有一根具有過量長度的光纖束。緩沖材料43最好著色以用于識別光纖束。條帶44可以是彩色的。
每根光纖束均繞有一或多根條帶44。在有一批條帶的情形，至少有兩根條帶是相互反向卷繞，得以抑制條帶44束緊涂層光纖的力，由此可防增加傳輸損耗。于此同時，可將這批條帶44設(shè)計成當(dāng)這些條帶44在終端部分松釋并分離開時，即使其中有任何一根條帶松馳，其它的條帶也不會松座，由此便能防止因緩沖材料43著有顏色而降低了光纖束的識別特性。
在涂層光纖41以螺旋形式卷繞到緩沖材料43上時，由于緩沖材料43的尺寸減小而減小了涂層光纖41的卷繞半徑，從而能在光纖束因外部應(yīng)力而拉長時減輕涂層光纖41的拉長。此外，由于涂層光纖41是以螺旋式卷繞方式絞合，故可以改善彎曲特性。
對于所述的各涂層光纖41，例如可采用這樣的涂層光纖它的外徑為0.25mm，其中將紫外固化樹脂的預(yù)涂層涂布到外徑為125μm的玻璃光纖上；或是采用這樣的涂層光纖，它的外徑為0.4mm，上面涂布有硅樹脂的預(yù)涂層。可把棉纖維束、Kevler纖維束等用作條帶44?？捎貌讳P鋼管或鋁管作為金屬管42。
圖9是本發(fā)明另一個例子的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖中與圖8相同的部件采用相同的標號而省除其說明。標號45指條帶。在此實施例中，用條帶45將多根涂層光纖41捆成光纖束。將一批這樣形成的光纖束依縱向裝放到或按螺旋形卷繞到居中的緩沖材料43上，再在其周邊粗繞以條帶44來構(gòu)成光纖束。金屬管42中收納著一或多根這樣形成的光纖束。
下面說明本發(fā)明的一個具體例子和試驗結(jié)果。在前面對照圖1闡明的金屬管型光學(xué)裝置中，是把外徑3.2mm而內(nèi)徑為2.8mm的不銹鋼管用作金屬管42。在把六根涂層光纖沿縱向裝附于泡沫塑料的緩沖材料43上后，在其周面上粗繞以255D(但尼爾)的棉紗。在此情形下，緩沖材料43的材料占有率為60％。對應(yīng)用金屬管型光學(xué)裝置試生產(chǎn)的上面參考圖7所示的復(fù)合型光纖架空線進行了振動試驗。
圖10是用作比較例的金屬管型光學(xué)裝置100剖面結(jié)構(gòu)圖。圖中與圖8相同的部件采用相同的標號而略去其說明。與前面參考圖8所述金屬管型光學(xué)裝置相比較，在一批涂層光纖41的周邊上沿圓周方向相繞以條帶44，形成了無緩沖材料43的光纖束。此比較例是在上述相同條件下但采用的是圖10中的金屬管型光學(xué)裝置試生產(chǎn)的。同時對此比較例進行了測試。光波的波長與初始的光接收水平分別取定為1.55μm與56.6dBm。測試的長度、振動頻率、振動的總振幅以及振動的次數(shù)分別設(shè)定為30M、30Hz、10mm與107。
圖11是抗振特征曲線圖，用來說明振動測試的結(jié)果。水平軸線表示的是振動次數(shù)，而垂直軸線表示傳輸損耗。光的波長與初始的光接收水平分別設(shè)定為1.55μm與-56.62dBm。應(yīng)用本發(fā)明金屬管型光學(xué)裝置的復(fù)合式光纖架空線的傳輸損耗變化是很好的，在0.01dB/長度的測量精度內(nèi)，如圖中的黑圓圈所示，而在采用無任何緩沖材料43的光學(xué)裝置的比較例中，則顯示出最大可增加有0.2dB/長度的損耗，如圖中白圈所示。
試驗的結(jié)果清楚表明，金屬管42的內(nèi)壁與涂層光纖41之間或涂層光纖本身之間的碰撞所產(chǎn)生的側(cè)壓巴為緩沖材料43減弱，同時緩沖材料43與金屬管42內(nèi)壁間的反抗力也有效地抑制了涂層光纖41的運動。
但是，在根據(jù)緩沖材料43來實現(xiàn)以上兩種效果時，最好對材料占有率亦即緩沖材料占有率的比例加以限制。為了從試驗上肯定這種觀點，試生產(chǎn)了復(fù)合式光纖的架空線，同時使緩沖材料43的空間占有率按六個等級改變0％、25％、50％、70％、90％與95％。
在這種情形下，材料占有率即由方程f＝{Sm/(S－S0)}×100(％)確定，式中f為材料占有面積，S為金屬管內(nèi)的橫剖面積、而S0為光纖所占面積。
圖12是在上述材料占有率改變時，初始傳輸損耗特性與抗振特性的曲線圖。水平軸線表示緩沖材料43的材料占有率，而垂直軸線表示初始傳輸損耗特性與傳輸損耗增加的最大值。此傳輸損耗增加的最大值表明抗振特性。如圖中黑圈所示，當(dāng)緩沖材料43的材料占有率不小于70％時，初始傳輸損耗特性曲線上升；而如圖中白圈所示，當(dāng)此種材料占有率不大于30％時，傳輸損耗所增加的最大值上升。順便指出，采用了無任何緩沖材料43的光學(xué)裝置的比較例對應(yīng)于材料占有率f＝0％的情形。
以上事實表明，要是充填有大量緩沖材料43，涂層光纖41就會為緩沖材料43壓向金屬管42的內(nèi)壁，這樣就會出現(xiàn)涂層光纖41常會受金屬管42內(nèi)壁側(cè)壓的影響而難以在此緩沖材料43上運動的問題。
相反，當(dāng)緩沖材料43的材料占有率f很小時，光纖束與金屬管42的內(nèi)壁之間的反抗力便會減小，而使光纖束的自由度增大。因此，當(dāng)有稍許外力作用到金屬管型光學(xué)裝置上時，光纖束便會在金屬管42中運動，致涂致光纖束的量長度產(chǎn)生長向上的不均一些，由此而增加彎曲損耗。此外，當(dāng)有振動加到金屬管型光學(xué)裝置上時，光纖束與金屬管內(nèi)壁間的碰撞力便增加，使側(cè)壓不能為緩沖材料43所吸收。結(jié)果便增加了損耗。
根據(jù)以上討論的結(jié)果，當(dāng)緩沖材料43的材料占有率限制于從30％至70％之間時，本發(fā)明的操作與效果都可大大改進。
此外，將一種具有吸水性質(zhì)的丙烯腈接枝聚合物的水解產(chǎn)物涂布到上述試生產(chǎn)出的上述緩沖材料上，而試生產(chǎn)出一種緩沖材料43。這種緩沖材料43應(yīng)用1.0M的水源長度進行了水運移試驗。結(jié)果，當(dāng)水運移長度經(jīng)過了三日達到3米后，即使在十日之后，此水運移長度也不會改變。業(yè)已證明，這樣的緩沖材料43具有充分的截水特性。
圖13與14是本發(fā)明的管型光學(xué)裝置51的剖面圖，圖15示明生產(chǎn)這樣管型光學(xué)裝置51的方法，圖16與17分別表明了管型光學(xué)裝置51在振動試驗之前或之后的傳光損耗測量結(jié)果。
在圖13中，標號53指涂層光纖。將兩個每個之中有六根涂層光纖53的光纖束54粗繞上225D的棉紗所構(gòu)成的光纖束54，共同置納于管56之中，且使在這樣形成的光纜的長向上讓每一涂層光纖53具有均勻的過量長度。
標號55指居中的一種材料，它采用的是由具有緩沖性質(zhì)的泡沫塑料所形成的條帶件，但也可采用棉或其它類似材料構(gòu)成的纖維束。
上述居中材料55當(dāng)把它在管中除涂層光纖的體積占有部分外的空隙中的材料占有率設(shè)定為從50％至90％時，可以有效地工作。
要是這種居中材料在管中的材料占有率小于50％，就不能有效地阻止涂層光纖在管中的運動，要是此占有率大于90％，涂層光纖在生產(chǎn)時或在鋪纜后的局部彎曲就會阻止涂層光纖的運動而松弛，使傳光損耗增加。此外，當(dāng)將振動或類似的外部作用施加到生產(chǎn)出的光纖束上時，居中的材料會給涂層光纖以側(cè)壓而加大傳光損耗。標號56指由外徑3.2mm而內(nèi)徑2.8mm的不銹鋼管形成的管。
如圖15所示，在本實施例的管型光學(xué)裝置51的生產(chǎn)方法中，是指不銹鋼形成的金屬帶59，包括涂層光纖的由條帶卷纏的束54，以及由225D棉紗形成的居中材料55，分別從金屬帶供應(yīng)裝置60、光纖供應(yīng)裝置61以及居中材料供應(yīng)裝置62，通過光纖引入管68插入到卷筒成形設(shè)備63中，由此適當(dāng)?shù)亟M合好上述各種材料，使由條帶卷纏的包括著涂層光纖的束封裹于居中材料55中而不與金屬管壁觸合。在處于這一組合材料件最外層的金屬帶60于此材料件從成形設(shè)備中出來處焊合就位后，便由拉伸模變67和絞量65從外徑4.7mm、內(nèi)徑4.3mm而厚度為0.2mm的不銹鋼管中拉出，并經(jīng)減徑而形成光學(xué)裝置51。這樣生產(chǎn)出的管型光學(xué)裝置51便依預(yù)定速度由一卷取鼓66在相對端卷取起。
按上述方式生產(chǎn)的管型光學(xué)裝51可以用于圖3與7中所示復(fù)合式光纖架空線中。
將前述居中材料在管中的材料占有率分別設(shè)這到0％、20％、40％、60％與80％的管型光學(xué)裝置51，分別用來試生產(chǎn)復(fù)合式光纖架空線試樣。這些試樣相對于30M的試驗長度，在頻率30Hz、總振幅10mm與振動次數(shù)不小于107的條件下進行了振動試驗，用1.5μm波長的光，測量了試驗前后的傳光損耗，結(jié)果示明于圖16中。
從圖16可知，當(dāng)居中材料在管中的材料占有率為0％時，傳光損耗不小于0.3dB/30m，而當(dāng)這一占有率不小于50％時，則此傳光損耗不大于0.05dB/30m，這就是說，由于設(shè)置了居中材料55，已使傳光損耗顯著減少。
上述結(jié)果表明，當(dāng)居中材料55的材料占有率不小于50％時，此居中材料55就能抑制涂層光纖因振動沿纜長方向移動或與內(nèi)壁發(fā)生碰撞。
但如圖17所示，當(dāng)居中材料的材料占有率太大，即不小于90％時，初始傳輸特性在振動試驗之前就會變劣。當(dāng)此占有率為95％時，初始傳輸特性中的傳輸損耗為0.30dB/km。
從以上結(jié)果可知，居中材料55的材料占有率最好設(shè)定為從50％至90％。
盡管這一實施例示明的是，把如圖13所示的每個之中有一批由條帶捆成索的涂層光纖構(gòu)成條帶卷纏束54，用作為置納于管中的涂層光纖的形式，但本發(fā)明可以應(yīng)用于把如圖14所示的獨立地設(shè)于管型光纖束中的涂層光纖用作為置納于管中的涂層光纖的形式。
圖14中的管型光學(xué)裝置11表明了有三根涂層光纖53獨立地與居中物質(zhì)55一起置納于管56中的情形，其中在管長方向中依預(yù)定的百分率給各涂層光纖一過量長度。所用的涂層光纖53、居中材料55和管56均取上述相同方式構(gòu)成的形狀。采用了上述相同的生產(chǎn)方法和進行了上述相同的試驗，而獲得了與上述類似的優(yōu)良結(jié)果。
此外，圖13所示的管型光學(xué)裝置是在基本上與第一實施例相同的條件下試生產(chǎn)出的，只是把第一實施例中將丙烯腈水解產(chǎn)物涂布到具有緩沖性質(zhì)的泡沫塑施料上所制備成的材料用作居中材料55，由此使此居中材料55具有有吸水性質(zhì)。
將管內(nèi)層中材料的占有率為70％的管型光學(xué)裝置根據(jù)EIA標準EIA/TIA-455-82A，在水源長度1.0m之下進行了水運移試驗。
測量了一日、三日與十日后的水運移長度，業(yè)已發(fā)現(xiàn)這一水運移長度在三日后達到3m，而且即使在十日之后，這一3m的水運移長度也不再有任何改變。因此可以肯定此居中材料55具有充分的截水性質(zhì)。
從上述事實可知，可以抑制因涂層光纖的氫吸收而增加光的傳輸損耗。
下面還將描述通過將一批光纖束置納于管中來生產(chǎn)光學(xué)裝置的方法。
在圖4中闡明了將兩根光纖束3置于管2中所成的光學(xué)裝置，而在圖18中則示明了在此實施例中將容納有四根光纖束3的光學(xué)裝置1′置于管2之中。
一般地說，光纖束3是置納于管2中，并給這些涂層光纖適當(dāng)?shù)倪m應(yīng)過量長度。因此，光纖束3可以自由地在管2的內(nèi)部空間中相當(dāng)自由的運動，使得側(cè)壓難以作用到涂層光纖11上。
光纖束3的長度與管2的長度之間每單位上的差值便是適應(yīng)過量長度。但當(dāng)如圖18所示有一批光纖束3置納于管2中時，當(dāng)這批光纖束3與管2成為整體時，在這批光纖束之間就會產(chǎn)生路程差。于是就不能給這批光纖束以相稱的適應(yīng)過量長度使其能夠均勻分布。這一問題將在下面參考圖19說明。
圖19示意地說明，在一絞盤上的管型光學(xué)裝置。圖中與圖18中相同的部件采用相同的標號，略去其說明。標號3a指第一束，3b指第二束，3c指第三束，3d指第四束而71指絞盤。左側(cè)所示的圓形剖面是在右側(cè)所示絞盤的剖面中沿A-A線截取的一個剖面。
各個纖維束3由內(nèi)中給出標號的圓圈表示。這四根光纖束3a至3d通過在生產(chǎn)完成后使管2收縮而具有相對于管2的適應(yīng)過量長度。一批光纖束3的這一適應(yīng)過量長度根據(jù)各光纖束3而變化，這是因為相應(yīng)于絞盤71上四根光纖束3a至3d之間垂直位置關(guān)系的彎曲半徑R的差而產(chǎn)生了路程差(此絞盤71克成了用來使管2與光纖束3聯(lián)成一體的一個聯(lián)結(jié)點)。
在這些光纖束卷繞在絞盤71上的狀態(tài)下，位于內(nèi)周側(cè)中的第三與第四光纖束3c與3d具有一個相對于絞盤71中心的曲率半徑。另一方面，位于外周側(cè)中第一與第二光纖束3a與3b則具有一個相對于絞盤71中心的曲率半徑R＋d。因此在內(nèi)周側(cè)與外周側(cè)之間產(chǎn)生了一個每單位長度的路程差((R＋d)θ－Rθ)/Rθ。它構(gòu)成了適應(yīng)過量長度的百分率差值。
圖20A與20B示明了絞盤上光纖束之間的位置關(guān)系，用于闡明本發(fā)明一實施例。圖20A與20B分別是第一與第二位置關(guān)系的圖解。在這兩個圖中，與圖18和19中相同的部件采用相同的標號而略去其說明。在此實施例中，四根光纖束3a至3d依前后方向絞合，使這四根光纖束在絞盤上的位置關(guān)系周期性地反覆。
在圖20A所示的第一位置關(guān)系中，第三與第四光纖束3c與3d靠近絞盤的中央軸線，而第一與第二光纖束3a與3c則遠離此中央軸線。因此，第一與第二光纖束3a與3b的過量長度與過量長度率都變得較大。相反，在圖20b所示的第二位置關(guān)系中，第三與第四光纖束3c與3d遠離絞盤的中央軸線，而第一與第二光纖束3a與3b則靠近絞盤的中央軸線。因此，第三與第四光纖束的過量長度與過量長度率變得較大。
于是，通過周期性地翻轉(zhuǎn)四根光纖束3a至3d間的垂直位置關(guān)系，使圖20A與20B所示的位置關(guān)系相互交替，就可以減少絞盤上產(chǎn)生的在這四根光纖束之間的路程差或過量長度差。
圖21示意地給出了生產(chǎn)設(shè)備的構(gòu)型，用來闡明本發(fā)明的管型光學(xué)裝置的生產(chǎn)方法。此圖中與圖18和19中相同的部件采用相同的標號以略去其說明。標號81指光纖供應(yīng)裝置，82指線路集中器，83指卷筒成形器，87指不銹鋼管，88指不銹鋼帶供應(yīng)裝置，89指等離子焊接器，70指拉伸模，71指鉸盤而72指卷取鼓。下面以舉例方式說明不銹鋼管型光學(xué)裝置的生產(chǎn)。
從光纖供應(yīng)裝置81供給的二十四根涂層光纖11由線路集中器集成四組，各含六根涂層光纖。使一些集成的光纖組分別通過織帶機83中以棉紗或類似材料的粗繞帶12繞到成鼓形的卷筒上，使得這些光纖組為粗繞帶12作粗略地纏繞并捆集成束而形成四根光纖束3。將這四根光纖束3插入管2內(nèi)的位置關(guān)系例如是以變換器84按180°作周期性反覆的。換言之，這四根光纖束3是作SZ型的周期式鉸合。
從變換器84送出的光纖束3通過光纖引入管85而引入卷筒成形機86中，后者用卷筒方式形成管件，例如形成不銹鋼管，等等。另一方面，將作為管料的不銹鋼帶87從不銹鋼帶供應(yīng)裝置88供應(yīng)給卷筒成形機86，并由此成形機逐漸形成管形。這樣卷筒成形的不銹鋼管的縫用等離子焊接管89焊合。這一不銹鋼管供應(yīng)給拉伸模70拉成所需尺寸的管。
依上述方式，形成了內(nèi)中插有四根光纖束3的管型光學(xué)裝置1′。這一管型光學(xué)裝置1′當(dāng)于具有卷取驅(qū)動力的絞盤71按一預(yù)定角度卷取時，最終便卷繞到卷取鼓72上。
例如在實際操作中，前述變換器84有一個機構(gòu)，此機構(gòu)中有一塊可作周期性翻轉(zhuǎn)的板，此板上面有很多可讓各光纖車通過的孔，孔數(shù)等于或大于光纖束的個數(shù)。
圖22是用來說明上述變換器工作的狀態(tài)圖。此圖中與圖18、19和21中相同的部件采用相同的標號而略去其說明。變換器84設(shè)于光纖引入管85之前，使得四根光纖束3a至3d間的垂直位置關(guān)系得以在絞盤71的聯(lián)結(jié)點或類似部位上作周期性的翻轉(zhuǎn)。
變換器84是一種用來使四根光纖束3a至3d作周期性的SZ型絞合的設(shè)備。圖3例示了變換角為880°的情形?，F(xiàn)在注意第一與第二光纖束3a與1b。在第一種狀態(tài)，第一與第二光纖束位于上半?yún)^(qū)。在變換器84順時針走向轉(zhuǎn)過90°的第二狀態(tài)中，此第一與第二光纖束向右絞合并移向右半?yún)^(qū)。在變換器84順時針走向進一步轉(zhuǎn)過90°的第三狀態(tài)中，此第一與第二光纖束也進一步順時針走向絞合并移向下半?yún)^(qū)。這樣，在第一與第二光纖束3a與1b和第三與第四光纖束3c與3d同的垂直位置關(guān)系，與第一狀態(tài)相比翻轉(zhuǎn)過來。當(dāng)變換器84從第三狀態(tài)反時針走向轉(zhuǎn)過90°，這些光纖束便反時針走向絞合而形成第二狀態(tài)。當(dāng)此變換器84進一步反時針走向轉(zhuǎn)過90°，這些光纖束便進一步向左絞合而形成第一狀態(tài)。
為變換器84作周期性SZ型絞合的四根光纖束卷繞到絞盤71上。為了實現(xiàn)上面相對于圖10A與10B所述第一與第二位置關(guān)系的周期性交替，必須滿足關(guān)系式T≥L/V，式中T是使垂直位置關(guān)系翻轉(zhuǎn)的周期，C是生產(chǎn)線的速度，而L是從用來翻轉(zhuǎn)垂直位置關(guān)系的反轉(zhuǎn)點至用來使管2與四根光纖束3a至3d聯(lián)成一體的聯(lián)結(jié)點的距離。
在由變換器84翻轉(zhuǎn)光纖束3的垂直位置關(guān)系后，使翻轉(zhuǎn)的部分到達聯(lián)結(jié)點是需要有一定時間的。此所需的時間為L/V。在翻轉(zhuǎn)部分到達聯(lián)結(jié)點時，這批光纖束3的垂直位置關(guān)系并未確定。要是在翻轉(zhuǎn)部分到達聯(lián)結(jié)點之前，此垂直位置關(guān)系于反向中翻轉(zhuǎn)向作為下一個行程時，由于現(xiàn)下的翻轉(zhuǎn)為前一個翻轉(zhuǎn)所抵消，這就有可能使狀態(tài)返回到原來的垂直位置關(guān)系。因此，需要使用來翻轉(zhuǎn)垂直位置關(guān)系的周期T小于前述所需時間。
一旦完成聯(lián)結(jié)后，光纖束3便不會相對于絞盤71上的管2運動，也就是說，這批光纖束3的垂直位置關(guān)系不會改變。在從管型光學(xué)裝置卷繞到卷取鼓72上的時刻至此管型光學(xué)裝置實際投入使用的時刻的這一期間內(nèi)，這四根光纖束3a至3d隨著時間的推移而松釋開SZ一型絞合，在管2中成為不絞合的狀態(tài)。
在上面的描述中，假字子管型光學(xué)裝置1具有一批置納于管2中的光纖束3。而在裝納一批涂層光纖束取代這批光纖束3的情形，在與前述相同的方式下，根據(jù)在絞盤71的聯(lián)結(jié)點或類似的部分上所產(chǎn)生的路程差，會在過量長度率中產(chǎn)生差別。因此可用前述的相同方法來減少適應(yīng)過量長度差。隨著涂層光纖外徑的增加，這種差別效應(yīng)也會由于路程差的的增加而增加。
至于前述的聯(lián)結(jié)點，并不總是需要將前面相對于圖21所述的卷取絞盤71作為這樣一個點。例如可把圖中未示明的卷取鼓設(shè)在絞盤71的前方，起到一個專用聯(lián)結(jié)點的作用。
下面描述本發(fā)明的一個具體例子及其試驗結(jié)果。將六根0.25mm的紫外(UV)固化涂層與著色的光纖以粗繞的725D的棉紗作和為粗繞帶捆集成束而制備成各個光纖束3。在把光纖供應(yīng)裝置11的光纖供應(yīng)張力設(shè)定到約100g的條件下，生產(chǎn)出具有如上制備成的四根光纖束3的管型光學(xué)裝置1′。
在使光纖束3插入的位置關(guān)系以180°的翻轉(zhuǎn)角作周期性地翻轉(zhuǎn)同時，將光纖束3于卷筒成形一寬6.0mm和厚0.2mm的不銹鋼帶的過程中插入。這一不銹鋼帶為一拉伸模70拉伸，形成一外徑3.9mm和內(nèi)徑3.5mm的不銹鋼管。此不銹鋼管在由550mmΦ的絞盤71卷取后，再由600mmΦ的卷取鼓72卷取。
生產(chǎn)線的速度V設(shè)定為5m/min，而用來按180°翻轉(zhuǎn)垂直位置關(guān)系的翻轉(zhuǎn)周期T經(jīng)設(shè)定為每次6分鐘。這意味著是在V×T＝30m的間隔T進行變換的。從作為翻轉(zhuǎn)點的變換器84到作為聯(lián)結(jié)點的鉸盤上一處的距離為85m。
在把變換器84用于上述生產(chǎn)條件中和不采用這種變換器84的這樣兩種情形下，試生產(chǎn)了管型光學(xué)裝置并考察它的適應(yīng)過量長度。
圖23A與23B是光纖束過量長度率的曲線圖。圖23A是在本發(fā)明實施例生產(chǎn)方法中的過量長度率的曲線圖，而圖23B是在不采用變換器的比較例中過量長度率的曲線圈。在這些圖中，水平軸線指四根光纖束中每一根的束號，而垂直軸線指其過量長度率。對于這種過量長度率，示明了各光纖束中六根涂層光纖相對于30m試樣的測量值的平均數(shù)。順便指出，有相同過量長度的試樣的有關(guān)值用同一個坐標點標出。
如圖23B所示，在未用變換器84的比較例中光纖束過量長度率顯示出一個0.86％的大的變化值Δe而如圖23A所示這一變化值ΔE可以減少到0.07％，這幾乎等于同一束號中過量長度率的變化值。
圖24中的曲線圖示明了本發(fā)明實施例中前述翻轉(zhuǎn)時間與過量長度率變化值的關(guān)系。圖中的水平軸線表示翻轉(zhuǎn)時間T，而垂直軸線表光纖束中過量長度率的變化值。當(dāng)在上面相對于圖23A與23B所述的各生產(chǎn)條件中只有翻轉(zhuǎn)時間從6分鐘有了不同變化時，此時當(dāng)把翻轉(zhuǎn)時間T設(shè)定到一個不小于3分鐘的長時間值時，過量長度率的變化便減小。
由于生產(chǎn)線速度V為5m/min，而從變換器84所在處的翻轉(zhuǎn)點至絞盤71所在處的聯(lián)結(jié)點的距離B為85m，可以求得B/V＝3min。根據(jù)這一試驗結(jié)果可知過量長度率的變化值ΔE在翻轉(zhuǎn)時間滿足參考圖22所述的翻轉(zhuǎn)條件下時減小了。
圖25是一曲線圖，示明了本發(fā)明實施例中翻轉(zhuǎn)角與過量長度率變化值之間的關(guān)系。在此圖中，水平軸線表示翻轉(zhuǎn)角，垂直軸線表示各光纖束葉過量長度率的變化值。在上面相對于圖23A與23B所述生產(chǎn)條件中只是翻轉(zhuǎn)角從188°開始有了不等變化時，當(dāng)翻轉(zhuǎn)角設(shè)定在從818°開始有了不等變化時，當(dāng)翻轉(zhuǎn)角設(shè)定在從88°至270°的范圍內(nèi)時，過量長度率的變化減小了。因此，在聯(lián)結(jié)點翻轉(zhuǎn)垂直位置關(guān)系的效果顯然得到了改進。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合式光纖架空線，它包括光纖束，此光纖束具有許多光纖和將這些光纖捆集成束并按預(yù)定節(jié)距卷繞的條帶；一個金屬，其中納置下上述光纖束；許多導(dǎo)線，它們絞合并卷繞到上述光學(xué)裝置上；其中所述光纖束納置于所述金屬管中時使得所述光纖束具有一過量長度。
2.如權(quán)利要求1所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述光纖未加絞合地集中在一起并用上述條帶捆集成束。
3.如權(quán)利要求1與2所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于將多根所述的光纖束納置于所述金屬管內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1至3所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述條帶滿足條件0＜E＝(l－L)/L×100(％)＜1.0，式中l(wèi)是條帶長度，L是光纖束長度而E是條帶的過量長度比。
5.如權(quán)利要求1至3所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于有一批纖維條帶按不小于100mm的節(jié)距繞到各根光纖束上。
6.如權(quán)利要求1至3所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述這批纖維條帶著有用于識別的顏色并繞到各個光纖束上，其中至少有一根纖維條帶以與其它纖維條帶卷繞方向相反的方向卷繞。
7.如權(quán)利要求1至3所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述各條帶是由一種在溫度不高于200℃時不會熱熔化的材料制成。
8.如權(quán)利要求1至3所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述金屬管是由不銹鋼形成。
9.如權(quán)利要求1至3所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述光纖束還包括具有圓形橫剖面的緩沖材料，而所述光纖是由前述條帶以及此種緩沖材料組集成束的。
10.如權(quán)利要求9所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述緩沖材料具有吸水性質(zhì)。
11.如權(quán)利要求9至10所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述緩沖材料著有用于識別的顏色。
12.如權(quán)利要求9所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述緩沖材料的材料占有率或填充料在30％至70％的范圍內(nèi)。
13.如權(quán)利要求1至3所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于將一種緩沖的居中材料插入到所述光纖束與金屬管的空隙部分內(nèi)。
14.如權(quán)利要求13所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述緩沖的居中材料具有吸水性質(zhì)。
15.如權(quán)利要求13至14所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述緩沖的居中材料的材料占有率或填充率是在50％至90％的范圍內(nèi)。
16.如權(quán)利要求3所述復(fù)合式光纖架空線，特征在于所述這批光纖束是在金屬管中的前后方向中按相反方式鉸合的。
17.一種生產(chǎn)復(fù)合式光纖架空線的方法，它包括下述步驟用卷繞條帶圍到許多光纖上將其捆集成光纖束；將所述的許多光纖束作周期性地絞合，使這些光纖束具有預(yù)定的反向角；將這些光纖束插入一金屬管中；將此金屬管繞到一絞盤上使此管與所述光纖束相結(jié)合；及將許多導(dǎo)線卷繞到此金屬管上而制成一復(fù)合式光纖架空線。
18.如權(quán)利要求17所述的生產(chǎn)復(fù)合式光纖架空線的方法，其特征在于所述預(yù)定的反向角在，180至270°的范圍內(nèi)。
19.如權(quán)利要求17所述的生產(chǎn)復(fù)合式光纖架空線的方法，其特征在于使所述光纖束通過一在前后方向中作周期性翻轉(zhuǎn)的板條而按上述預(yù)定反向角作周期性絞合。
20.如權(quán)利要求19所述的生產(chǎn)復(fù)合式光纖架空線的方法，其特征在于所述板條滿足關(guān)系式T＞B/V，式中T是所述板條在前后的各個翻轉(zhuǎn)中的周期，V是所述金屬管的卷繞速度，而B是所述板條與絞盤間的距離。
全文摘要
本發(fā)明的復(fù)合式光纖架空線包括光纖束、金屬管以及卷繞到此金屬管上的一批導(dǎo)線。光纖束由一批光纖和條帶組成，這些條帶按預(yù)定節(jié)距卷繞到這批光纖上使其捆集成束。金屬管將光纖束納置于其中。光纖束在此金屬管中裝設(shè)成具有定的過量長度。
文檔編號G02B6/44GK1159592SQ9610620
公開日1997年9月17日 申請日期1996年5月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年5月10日
發(fā)明者橫川知行, 北山佳延 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社