חומרים חוסמי מים הם מרכיבים חיוניים בכבלים סיבים אופטיים למניעת חדירת מים, מה שעלול לפגוע באיכות האות ולהוביל לכשל בכבלים. להלן שלושה חומרים עיקריים חוסמי מים הנפוצים בכבלים סיבים אופטיים.
איך זה עובד?
האחת היא שהם פסיביים, כלומר חוסמים ישירות מים בנקודת הפגיעה במעטפת ומונעים מהם להיכנס לכבל האופטי. חומרים כאלה יש דבק חם להמיס ומשחה הרחבה תרמית.
סוג אחר של חסימת מים פעיל. כאשר שכבת ההגנה ניזוקה, החומר חוסם המים סופג מים ומתרחב. בכך חוסמים את מעבר המים לכבל האופטי, מה שגורם להגבלה של המים לטווח קטן. ישנן משחות מתפיחות מים, חוטים חוסמי מים וסרטים חוסמי מים.
3 חומרים עיקריים חוסמי מים עבור כבלים סיבים אופטיים:
תרכובת מילוי כבל סיבים/ג'ל
כפי שכולנו יודעים, מים הם הטאבו ביותר עבור כבל סיבים אופטיים. הסיבה היא שהמים עלולים לגרום לשיא המים של הסיב האופטי להיחלש, והם יכולים לגרום למיקרו-סדקים של הסיב האופטי להחמיר באמצעות פעולה אלקטרוכימית ובסופו של דבר לגרום לסיב האופטי להישבר.
בתנאי לחות (במיוחד כבל הסיבים האופטיים התת-ימיים המונחים בעומק המים של 12 מטר או יותר), המים יתפזרו לתוך הפנים דרך מעטפת כבל הסיבים כדי ליצור עיבוי מים חופשי. אם זה לא נשלט, המים ינודדו לאורך ליבת כבל הסיבים לאורך לתוך תיבת החיבורים. זה יביא סכנה פוטנציאלית למערכת התקשורת ואף יגרום להפרעה עסקית.
התפקיד הבסיסי של תרכובת מילוי כבל סיבים חוסמת מים היא לא רק למנוע את נדידת המים האורכית בתוך הכבל האופטי, אלא גם לספק את הכבל האופטי כדי להקל על לחץ חיצוני ושיכוך רעידות.
מילוי תרכובת בכבלים אופטיים היא כיום הנוהג הנפוץ ביותר בייצור סיבים אופטיים וכבלי סיבים. מכיוון שהוא לא רק ממלא פונקציית איטום כללית למים ולחות, אלא גם משמש כחיץ במהלך הייצור והשימוש בכבל האופטי כדי למנוע מהסיב האופטי להיות מושפע מלחץ מכני. אובדן מתח משפר את יציבות ההילוכים והאמינות שלו.
מפיתוח תרכובת מילוי כבל אופטי, ניתן לחלק באופן גס את המשחה לשלושת הדורות הבאים: הדור הראשון הוא משחה הידרופוביה למילוי חם; הדור השני הוא משחה למילוי קר, בעוד משחת מילוי חוסמת מים מתנפחת היא כיום חומרי המילוי הפופולריים ביותר לכבלי סיבים אופטיים. ביניהם, משחת המילוי החוסמת מים המתנפחת במים היא מעין חומר מילוי הידרופילי, שמתמלא בעיקר בתהליך מילוי קר.
סרט חוסם מים
סרט חסימת מים של כבלי סיבים הוא חומר מתנפח מים יבש, שנמצא בשימוש נרחב בתעשיית הכבלים האופטיים. הפונקציות של סרט חוסם מים של איטום, איטום, איטום לחות והגנה על חציצה בכבלים אופטיים זוהו על ידי אנשים. הזנים והביצועים שלו שופרו והשתכללו ללא הרף עם פיתוח כבלים אופטיים.
ניתן לחלק את סרט חוסם המים לכבלים אופטיים לסרט חוסם מים סנדוויץ' דו צדדי, סרט חוסם מים לציפוי חד צדדי וסרט חוסם מים למינציה. סרט חוסם המים המסורתי נעשה על ידי הדבקת סופר גואש בין שתי שכבות של בדים לא ארוגים. הוא מאופיין בגובה התרחבות של 5 מ"מ, אך עובי הסרט חוסם מים גדול גם הוא מ-0.35 מ"מ. במקביל, שרף זה יאבד אבק במהלך תהליך הייצור, מה שיביא לבעיות סביבתיות.
חוט חוסם מים
חוט חוסם מים בכבל סיבים אופטיים מורכב בעיקר משני חלקים, חלק אחד הוא סיב מורחב או אבקה מורחבת המכילה פולי-אקרילט. כאשר הוא סופג מים, סופגים אלו יאלצו את השרשרת המולקולרית שלו להימתח מהמצב המסולסל, מה שיגרום לנפח שלו להתרחב במהירות, ובכך לממש את הפונקציה של חסימת המים. החלק השני הוא צלע חיזוק המורכבת מניילון או פוליאסטר, המספקת בעיקר את חוזק המתיחה וההתארכות של החוט.
כושר ספיגת המים של שרף סופג המים הפולימר גבוה מזו של ההתפשטות המולקולרית הנגרמת על ידי דחיית היונים של האלקטרוליט הפולימרי ותוצאת האינטראקציה בין ההתפשטות המולקולרית הנגרמת על ידי מבנה הרשת לבין עיכוב ההתפשטות המולקולרית. .
השרף הסופג מים הוא תרכובת מולקולרית גבוהה ולכן בעל אותם מאפיינים. פונקציית חסימת המים של הכבל האופטי בחוט חוסם מים היא להשתמש בגוף סיבי החוט חוסם המים כדי להתרחב במהירות ליצירת נפח גדול של ג'לי. ספיגת המים יכולה להגיע לעשרות מונים מהנפח שלו, כמו בדקה הראשונה של מגע עם מים, ניתן להרחיב במהירות את הקוטר מכ-0.5 מ"מ לכ-5 מ"מ. ויכולת החזקת המים של הג'ל חזקה למדי, מה שיכול למנוע ביעילות את צמיחתם של עצי מים, ובכך למנוע חדירת מים מתמשכים ופיזורם, ולהשיג את המטרה של חסימת מים. חוטים חוסמי מים נמצאים בשימוש נרחב בכבלים סיבים אופטיים משוריינים ממתכת.
חומרים אלה חוסמי מים חיוניים להבטחת האמינות והביצועים לטווח ארוך של כבלי סיבים אופטיים, במיוחד במתקנים חיצוניים ותת-קרקעיים שבהם חשיפה ללחות היא אתגר נפוץ.