Волоконно-оптический кабель
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
,
гдеdПЗП - диаметр оптического волокна по первинному защитному покрытию, равный 25010-6 мм;
?ПЗП - толщина первичного защитного покрытия, равная 62,510-6 мм;
?лак - удельная плотность первичного защитного покрытия (лак), равная 1040 кг/м3.
,
гдеdВЗП - диаметр оптического волокна по вторичному защитному покрытию, равный 26010-6 мм;
?ВЗП - толщина вторичного защитного покрытия, равная 510-6 мм;
?краска - удельная плотность вторичного защитного покрытия (краска), равная 1130 кг/м3.
В результате общая масса оптического волокна равна:
Далее рассчитаем массу оптического модуля из полибутилентерефталата по следующей формуле:
гдеМПБТ - масса пустого оптического модуля, кг/м;
Dмод - диаметр оптического модуля, равный 2,5 мм;
?ПБТ - толщина оптического модуля, равная 0,25 мм;
?ПБТ - удельная плотность полибутилентерефталата, равная 1310 кг/м3.
Масса внутримодульного геля:
,
гдеМвг - масса внутримодульного гидрофобного геля, кг/м;
?вг - удельная плотность внутримодульного гидрофобного геля, равная 850 кг/м3;
n - количество оптических волокон в модуле, шт.
,
гдеМмод - масса оптического модуля с оптическими волокнами заполненный гидрофобом, кг/м;
К - коэффициент напуска оптических волокон в модуле.
,
гдеМЦСЭ - масса центрального силового элемента (стеклопластик), кг/м.
,
гдеМмод.пов. - масса повива из оптических модулей, кг/м;
n - количество оптических модулей, шт.;
Ку - коэффициент укрутки оптических модулей.
Коэффициент укрутки оптических модулей рассчитаем по следующей формуле:
,
гдеL - укрутка оптических модулей.
,
гдеh - шаг скрутки оптических модулей, мм.
Масса повива равна:
,
гдеМмг - масса межмодульного гидрофобного геля, кг/м;
n - количество оптических модулей (включая центральный силовой элемент);
?мг - удельная плотность межмодульного гидрофобного геля, равная 900 кг/м3.
,
гдеМсерд - масса сердечника оптического кабеля.
,
гдеМПЭТФ - масса полиетилентерефталатной пленки, кг/м;
?ПЭТФ - толщина полиетилентерефталатной пленки, мм;
?ПЭТФ - удельная плотность полиетилентерефталатной пленки, кг/м3.
,
гдеМоб - масса полиэтиленовой оболочки, кг/м;
?об - толщина полиэтиленовой оболочки, мм;
?ПЭ - удельная плотность полиэтиленовой оболочки, кг/м3.
Масса первого броневого повива рассчитывается по формуле:
,
гдеМбр.пов.1 - масса первого броневого повива, кг/м;
Nбр1 - количество стальных проволок во втором повиве брони, шт.;
Кбр1 - коэффициент укрутки брони из стальных проволок;
?Fe - удельная плотность стали, равная 7800 кг/м3.
Коэффициент укрутки брони из стальных проволок рассчитаем по следующей формуле:
,
гдеLбр1 - укрутка первого повива брони.
,
гдеh - шаг скрутки стальных проволок, мм.
Масса первого повива брони равна:
Масса второго броневого повива рассчитывается по формуле:
,
гдеМбр.пов.2 - масса второго повива брони, кг/м;
Nбр2 - количество стальных проволок во втором повиве брони, шт.;
Кбр2 - коэффициент укрутки второго повива брони из стальных проволок;
?Fe - удельная плотность стали, равная 7800 кг/м3.
Коэффициент укрутки второго повива брони из стальных проволок рассчитаем по следующей формуле:
,
гдеLбр2 - укрутка второго повива брони.
,
гдеh - шаг скрутки стальных проволок, мм.
Масса второго повива брони равна:
Масса полиэтиленового шланга равна:
,
гдеМзп - масса защитного покрытия из полиэтилена, кг/м;
?зп - толщина защитного покрытия из полиэтилена, мм.
7. Термомеханический расчет оптического кабеля
.1 Тепловой расчет кабеля
При изготовлении оптического модуля без превышения длины ОВ над длиной ТЗО и его последующих испытаниях вне кабеля приращение длины ОВ составит [1]:
гдеТ0 - температура, при которой начальная избыточная длина условно равняется 0?С;
Т - температура окружающей среды при испытаниях ОМ, ?С;
- температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) материала ТЗО, (для ПБТ = 1.3 1/?С) [1];
-ТКЛР ОВ, (для ОВ принимаем его равным )
Таким образом, при нагревании ОМ до Т = +60 ?С оптическое волокно получит приращение:
Знак минус свидетельствует о том, что оптическое волокно, не имеющее начальной избыточной длины, натянется, и при этом получит удлинение 0,324%. Сила натяжения ОВ составит:
Н
Из этого следует, что для предотвращения этого необходимо либо создать начальную избыточную длину ОВ в ТЗО, равную 0,453%, либо в конструкции ОК иметь элементы, сдерживающие удлинение ТЗО, причем ТКЛР таких элементов должен быть равным ТКЛР кварца.
При охлаждении ОМ до Т = -40?С ОВ получит приращение:
.
Это значит, что ОВ уменьшит размеры меньше, чем ТЗО, а значит, получит дополнительные макроизгибы, приводящие к росту затухания.
Из этого следует, что в конструкции должны быть элементы, сдерживающие осевое сжатие ТЗО.
Анализируя величины приращения приходим к выводу, что воздействие отрицательных температур на ОМ, а значит на ОК в цел?/p>