一种小型耐高温抗辐射光缆

摘要

本申请公开了一种小型耐高温抗辐射光缆，涉及光缆技术领域，包括光纤和外护层，还包括松套层、耐温层、阻水粉和增强层；所述光纤为单模光纤；所述松套层为管形，材质为耐辐射塑料，通过挤制的方式制成并套设在光纤上；所述纤和松套层之间的间隙处填充有阻水凝胶；所述耐温层位于松套层之外，为FRP圆杆绞合编制而成且缝隙处填充有阻水粉；所述耐温层的厚度为2.5mm；所述增强层材质为高强度Kevlar49芳纶，以编织的形式缠绕在耐温层表面；所述外护层套设在增强层上；实现了光缆能够应用在太空及核电环境、能够在温度‑55℃至150℃、辐照总剂量200krad(Si)的环境中使用的技术效果。

权利要求

1.一种小型耐高温抗辐射光缆，包括光纤和外护层，其特征在于：还包括松套层、耐温层、阻水粉和增强层；

所述光纤为单模光纤；

所述松套层为管形，材质为耐辐射塑料，通过挤制的方式制成并套设在光纤上；

所述纤和松套层之间的间隙处填充有阻水凝胶；

所述耐温层位于松套层之外，为FRP圆杆绞合编制而成且缝隙处填充有阻水粉；

所述耐温层的厚度为2.5mm；

所述增强层材质为高强度Kevlar49芳纶，以编织的形式缠绕在耐温层表面；

所述外护层套设在增强层上；本申请光缆配合理线架使用；

所述理线架整体为长条形，其上设置有置线槽，置线槽为矩形槽；所述理线架的横截面为匚形，为金属材质，固定在设备壳体上，起到支撑定位光缆的作用；

所述外护层包括外护套和填充层，所述外护套为管形，材质为ETFE，套设在增强层上，内径大于增强层外径6毫米至15毫米，外护套与增强层之间的间隙设有填充层，所述增强层的轴线与外护套的轴线之间的间距为4至15毫米，实际加工时能够根据抗辐射需求控制光缆的增强层的轴线与外护套的轴线之间的间距；外护套外表面设有标记线，标记线用于标记填充层最薄区域；安装时，令带有标记线的光缆表面靠近置线槽安装；

所述填充层由多个条形软囊和条形软囊内的填充料组成；

所述外护套外套设有能够在外护套上滑动的堵孔护套，堵孔护套为热缩管；

所述外护套上设有多根颜色不同的标记线，标记线与条形软囊所在位置一一对应；

光缆分为多个填充段，每个填充段的长度为2至6米，每个填充段内的条形软囊的数量均为3个及以上，一个填充段上的外护套上设有一组注入孔；

每组注入孔的数量与该填充段内条形软囊的数量相同，同组的注入孔均布在外护套的周圈；

所述填充料为石蜡与铅粉的混合物；

所述条形软囊包括管内囊体和伸出管体，所述管内囊体为长条形囊体，均布在外护套和增强层之间的空隙处；

所述伸出管体从注入孔中穿出，一端与管内囊体连通；

使用时，装配人员能够使用带有加热功能的泵送装置统一或逐个的向同一填充段的条形软囊中泵入不同量的填充料，进而控制光纤所在位置；填充完成后，将堵孔护套滑动至注入孔处将注入孔封闭，加热堵孔护套使其收缩进而紧贴在外护套上。

2.如权利要求1所述的小型耐高温抗辐射光缆，其特征在于：所述外护层的材质为氟塑料—ETFE。

3.如权利要求1所述的小型耐高温抗辐射光缆，其特征在于：所述填充层的材质为耐辐射塑料。

4.如权利要求1所述的小型耐高温抗辐射光缆，其特征在于：所述填充料的石蜡与铅粉的混合比为1比2.5。

5.如权利要求1所述的小型耐高温抗辐射光缆，其特征在于：所述管内囊体均通过胶水固定在外护套的内壁上或增强层上。

6.如权利要求1所述的小型耐高温抗辐射光缆，其特征在于：所述外护套和增强层之间的空间设有支撑条，支撑条的高度为3至6毫米；

所述支撑条为长条形，抵触在外护套的内壁上，在光缆布设过程中，支撑条始终位于外护套的内壁上靠近底部的位置；

在增强层及其内部各部件下沉时，支撑条起支撑作用。

7.如权利要求1或6所述的小型耐高温抗辐射光缆，其特征在于：还包括承载固定条；

所述承载固定条为长条形，横截面为多边形，外表面上设有胶层；所述条形软囊与外护套和增强层均不固定；

使用时，装配人员使用刀具拆除需要过窄细通道的部分光缆的外护套，而后将多条光缆的增强层固定在承载固定条上，并使用带体通过缠绕的方式将多条光缆包裹起来，此后向条形软囊内灌注填充料，最后使用热缩管将带体包覆固定并将注入孔封堵。

8.如权利要求1或6所述的小型耐高温抗辐射光缆，其特征在于：还包括承载固定条；

所述承载固定条为长条形，横截面为多边形，外表面上设有胶层；所述条形软囊与外护套和增强层均不固定；

光缆根据实际需求在出厂前进行定制，在光缆上预计需要通过窄细通道的部位取消外护套的设置，使用弹性软套代替该部分的外护套，弹性软套的两端固定在外护套的端部；

使用时，装配人员将多条光缆的弹性软套固定在承载固定条上，而后使用带体通过缠绕的方式将多条光缆包裹起来，此后向条形软囊内灌注填充料，最后使用热缩管将带体包覆固定并将注入孔封堵。

说明书

一种小型耐高温抗辐射光缆

技术领域

[0001] 本发明涉及光缆技术领域，尤其涉及一种小型耐高温抗辐射光缆。

背景技术

[0002] 光缆相比传统的信号传输电缆，具有体积小、重量轻、运行功率低、信号传输稳定、传输数据量大和抗干扰能力强等优点，目前已被广泛的应用于航天航空及核电等领域；应用于航天领域及核电领域的光缆面临着宽温变和辐照的严酷使用环境，对光缆本身性能有着较为严苛的要求。

[0003] 使用在航天飞行器上的光缆需要能够在温度‑55℃至150℃、辐照总剂量200krad(Si)的环境中使用，且需要满足热真空释气测试要求；使用在航天器舱内以及核电站与核动力运载工具上的光缆需能够在辐照总剂量200krad(Si)的环境中使用；常规的光缆无法满足需求。

发明内容

[0004] 本申请实施例通过提供一种小型耐高温抗辐射光缆，解决了现有技术中光缆承受宽温变及强辐射能力差的技术问题，实现了光缆能够应用在太空及核电环境、能够在温度‑55℃至150℃、辐照总剂量200krad(Si)的环境中使用的技术效果。

[0005] 本申请实施例提供了一种小型耐高温抗辐射光缆，包括光纤和外护层，还包括松套层、耐温层、阻水粉和增强层；

[0006] 所述光纤为单模光纤；

[0007] 所述松套层为管形，材质为耐辐射塑料，通过挤制的方式制成并套设在光纤上；

[0008] 所述纤和松套层之间的间隙处填充有阻水凝胶；

[0009] 所述耐温层位于松套层之外，为FRP圆杆绞合编制而成且缝隙处填充有阻水粉；

[0010] 所述耐温层的厚度为2.5mm；

[0011] 所述增强层材质为高强度Kevlar49芳纶，以编织的形式缠绕在耐温层表面；

[0012] 所述外护层套设在增强层上。

[0013] 进一步的，所述外护层的材质为氟塑料—ETFE。

[0014] 优选的，本申请光缆配合理线架使用；

[0015] 所述理线架整体为长条形，其上设置有置线槽，置线槽为矩形槽；所述理线架的横截面为匚形，为金属材质，固定在设备壳体上，起到支撑定位光缆的作用；

[0016] 所述外护层包括外护套和填充层，所述外护套为管形，材质为ETFE，套设在增强层上，内径大于增强层外径6毫米至15毫米，外护套与增强层之间的间隙设有填充层，所述增强层的轴线与外护套的轴线之间的间距为4至15毫米，实际加工时能够根据抗辐射需求控制光缆的增强层的轴线与外护套的轴线之间的间距；外护套外表面设有标记线，标记线用于标记填充层最薄区域；安装时，令带有标记线的光缆表面靠近置线槽安装。

[0017] 优选的，所述填充层的材质为耐辐射塑料。

[0018] 优选的，所述填充层由多个条形软囊和条形软囊内的填充料组成；

[0019] 所述外护套外套设有能够在外护套上滑动的堵孔护套，堵孔护套为热缩管；

[0020] 所述外护套上设有多根颜色不同的标记线，标记线与条形软囊所在位置一一对应；

[0021] 光缆分为多个填充段，每个填充段的长度为2至6米，每个填充段内的条形软囊的数量均为3个及以上，一个填充段上的外护套上设有一组注入孔；

[0022] 每组注入孔的数量与该填充段内条形软囊的数量相同，同组的注入孔均布在外护套的周圈；

[0023] 所述填充料为石蜡与铅粉的混合物；

[0024] 所述条形软囊包括管内囊体和伸出管体，所述管内囊体为长条形囊体，均布在外护套和增强层之间的空隙处；

[0025] 所述伸出管体从注入孔中穿出，一端与管内囊体连通；

[0026] 使用时，装配人员能够使用带有加热功能的泵送装置统一或逐个的向同一填充段的条形软囊中泵入不同量的填充料，进而控制光纤所在位置；填充完成后，将堵孔护套滑动至注入孔处将注入孔封闭，加热堵孔护套使其收缩进而紧贴在外护套上。

[0027] 所述填充料的石蜡与铅粉的混合比为1比2.5。

[0028] 进一步的，所述管内囊体均通过胶水固定在外护套的内壁上或增强层上。

[0029] 优选的，所述外护套和增强层之间的空间设有支撑条，支撑条的高度为3至6毫米；

[0030] 所述支撑条为长条形，抵触在外护套的内壁上，在光缆布设过程中，支撑条始终位于外护套的内壁上靠近底部的位置；

[0031] 在增强层及其内部各部件下沉时，支撑条起支撑作用。

[0032] 优选的，还包括承载固定条；

[0033] 所述承载固定条为长条形，横截面为多边形，外表面上设有胶层；所述条形软囊与外护套和增强层均不固定；

[0034] 使用时，装配人员使用刀具拆除需要过窄细通道的部分光缆的外护套，而后将多条光缆的增强层固定在承载固定条上，并使用带体通过缠绕的方式将多条光缆包裹起来，此后向条形软囊内灌注填充料，最后使用热缩管将带体包覆固定并将注入孔封堵。

[0035] 优选的，还包括承载固定条；

[0036] 所述承载固定条为长条形，横截面为多边形，外表面上设有胶层；所述条形软囊与外护套和增强层均不固定；

[0037] 光缆根据实际需求在出厂前进行定制，在光缆上预计需要通过窄细通道的部位取消外护套的设置，使用弹性软套代替该部分的外护套，弹性软套的两端固定在外护套的端部；

[0038] 使用时，装配人员将多条光缆的弹性软套固定在承载固定条上，而后使用带体通过缠绕的方式将多条光缆包裹起来，此后向条形软囊内灌注填充料，最后使用热缩管将带体包覆固定并将注入孔封堵。

[0039] 本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

[0040] 通过对现有技术中的光缆进行改进，提供一种包括光纤、松套层、耐温层、阻水粉、增强层和外护层的小型耐高温抗辐射光缆；通过采用阻水材料填充缝隙满足阻水要求；通过使用高强度Kevlar49芳纶作为增强层全面提升光缆的耐高温和耐辐照性能，使得光缆可以在较多的复杂辐照环境下使用；本申请小型耐高温抗辐射光缆具有体积小、重量轻、运行功率低、信号传输稳定、传输数据量大抗干扰能力强的特点，能够满足航天温度‑55℃至150℃、总剂量200krad/(Si)辐照总剂量以及热真空释气等航天适应性等要求，能够适用航天器舱内环境以及高能量辐照核电场所。

附图说明

[0041] 图1为本发明小型耐高温抗辐射光缆的剖面结构示意图；

[0042] 图2为本发明小型耐高温抗辐射光缆的光缆与理线架的位置关系示意图；

[0043] 图3为本发明小型耐高温抗辐射光缆的条形软囊和外护套的位置关系示意图；

[0044] 图4为本发明小型耐高温抗辐射光缆的条形软囊的涨大状态示意图；

[0045] 图5为本发明小型耐高温抗辐射光缆的支撑条与外护套的位置关系示意图；

[0046] 图6为本发明小型耐高温抗辐射光缆的多个条形软囊不同涨大比例的状态示意图；

[0047] 图7为本发明小型耐高温抗辐射光缆的注入孔与伸出管体的位置关系示意图；

[0048] 图8为本发明小型耐高温抗辐射光缆的条形软囊的结构简图；

[0049] 图9为本发明小型耐高温抗辐射光缆的外护套与弹性软套的位置关系示意图；

[0050] 图10为本发明小型耐高温抗辐射光缆在狭小位置多个光缆并行状态下的结构示意图；

[0051] 图11为本发明小型耐高温抗辐射光缆的承载固定条的结构示意图。

[0052] 图中：

[0053] 光纤001、松套层002、耐温层003、阻水粉004、增强层005、外护层006；

[0054] 理线架100、置线槽110；

[0055] 外护套200、注入孔210、支撑条220；

[0056] 填充层300、条形软囊310、管内囊体311、伸出管体312、填充料320；

[0057] 堵孔护套400；承载固定条500；弹性软套600。

具体实施方式

[0058] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述；附图中给出了本发明的较佳实施方式，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式；相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

[0059] 需要说明的是，本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

[0060] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0061] 实施例一

[0062] 如图1所示，本申请小型耐高温抗辐射光缆包括光纤001、松套层002、耐温层003、阻水粉004、增强层005和外护层006。

[0063] 所述光纤001为单模光纤；所述松套层002为管形，材质为耐辐射塑料，通过挤制的方式制成并套设在光纤001上；所述纤001和松套层002之间的间隙处填充有阻水凝胶；所述耐温层003位于松套层002之外，为FRP圆杆绞合编制而成且缝隙处填充有阻水粉004；耐温层003中的阻水粉004在绞合编制时加入(因此耐温层003具备良好的阻水性能)，阻水粉004起到阻止水和潮气入侵的作用；所述耐温层003的厚度为2.5mm；所述增强层005用于保障光缆的耐高温和耐辐照性，材质为高强度Kevlar49芳纶，高强度Kevlar49芳纶以编织的形式缠绕在耐温层003表面；所述外护层006套设在增强层005上，为热塑性材料挤制而成，用于保护光缆内部元件，避免光缆内部元件直接暴露于严酷的宇航环境或核电环境。

[0064] 优选的，所述外护层006的材质为氟塑料—ETFE(为了适应航天器以及核电站狭窄的布线环境，ETFE的护套材料具有良好的柔韧性，便于光缆布线)。

[0065] 优选的，所述外护层006的厚度为1.8mm。

[0066] 优选的，本发明小型耐高温抗辐射光缆的直径为3至6厘米。

[0067] 本发明小型耐高温抗辐射光缆在生产过程中，采用填充式生产工艺，填充阻水凝胶，光纤通过放线装置和张力稳定装置再通过挤塑机挤塑成松套结构。

[0068] 上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

[0069] 小型耐高温抗辐射光缆满足在温度范围‑55℃至150℃，耐辐照剂量等级为200krad(Si)的环境中使用；通过采用阻水材料将各个构成部分之间的缝隙填满，将各组成元件粘结成一整体，以满足全阻水要求；通过使用高强度Kevlar49芳纶作为增强层005，以编织的形式缠绕在耐温层003进而表面全面提升了光缆的耐高温和耐辐照，使得光缆可以在较多的复杂辐照环境下使用。

[0070] 实施例二

[0071] 为了增强光纤001的抗辐射效果并保障本申请光缆较为窄细进而使本申请光缆能够适用狭窄的布线环境，本申请实施例在上述实施例的基础上对光缆的结构进行了一定的优化，使其配合理线架100使用获得更好的抗辐射效果；具体为：

[0072] 如图2所示，所述理线架100整体为长条形，其上设置有置线槽110，置线槽110为矩形槽；所述理线架100的横截面为匚形，为金属材质，固定在设备(宇航设备、核电设备)壳体上，起到支撑定位光缆的作用；

[0073] 小型耐高温抗辐射光缆的外护层006包括外护套200和填充层300，所述外护套200为管形，材质为ETFE，套设在增强层005上，内径大于增强层005外径6毫米至15毫米，外护套200与增强层005之间的间隙设有填充层300，填充层300的材质为耐辐射塑料(优选为ETFE)；所述增强层005的轴线与外护套200的轴线之间的间距为4至15毫米，实际加工时能够根据抗辐射需求控制光缆的增强层005的轴线与外护套200的轴线之间的间距；外护套
200外表面设有标记线，标记线用于标记填充层300最薄区域；实际安装时，令带有标记线的光缆表面靠近置线槽110安装(理线架100起到一定的防辐射效果)。

[0074] 实施例三

[0075] 考虑到同一根光缆在设备不同区域的固定位置(能够供光缆固定的位置)可能会有不同，若出厂时光缆填充层300已经填充完成，在光缆装配至理线架100上时为了追求防护效果必然需要扭曲光缆进行安装，而光缆在扭曲状态下进行安装不仅会影响装配效果，在后续的长期使用中还很可能将光缆的薄弱部分暴露出来，影响光缆的正常工作；针对上述问题，本申请实施例在上述实施例的基础上对光缆的结构进行了优化，具体为：

[0076] 光缆的外护层006包括外护套200和填充层300，所述外护套200为管形，套设在增强层005上，内径大于增强层005外径6至15毫米，外护套200与增强层005之间的间隙处设有填充层300；

[0077] 所述填充层300由多个条形软囊310和条形软囊310内的填充料320组成；

[0078] 所述外护套200外套设有长度小于20厘米且能够在外护套200上滑动的堵孔护套400，堵孔护套400为热缩管；所述外护套200上设有多根颜色不同的标记线，标记线与条形软囊310所在位置一一对应；

[0079] 光缆分为多个填充段，每个填充段的长度为2至6米，每个填充段内的条形软囊310的数量均为3个及以上，一个填充段上的外护套200上设有一组注入孔210；如图7所示，每组注入孔210的数量与该填充段内条形软囊310的数量相同，同组的注入孔210均布在外护套200的周圈；所述填充料320为石蜡与铅粉的混合物；如图8所示，所述条形软囊310包括管内囊体311和伸出管体312，所述管内囊体311为长条形囊体，均布在外护套200和增强层005之间的空隙处；所述伸出管体312从注入孔210中穿出，一端与管内囊体311连通；如图3至图6所示，实际使用时，装配人员能够使用带有加热功能的泵送装置统一或逐个的向同一填充段的条形软囊310中泵入不同量的填充料320，进而控制光纤001所在位置；填充完成后，将堵孔护套400滑动至注入孔210处将注入孔210封闭，加热堵孔护套400使其收缩进而紧贴在外护套200上；最后将光缆装配至理线架100上。

[0080] 优选的，所述填充料320的石蜡与铅粉的混合比为1比2.5。

[0081] 优选的，为了便于填充料320的注入，注入填充料320时该填充段进行水浴加热。

[0082] 优选的，为了避免管内囊体311之间相互缠绕，管内囊体311均通过胶水固定在外护套200的内壁上或增强层005上。

[0083] 为了减少堵孔护套400的使用，优选的，如图7所示，两个相邻填充段之间的注入孔210位于同一侧。

[0084] 考虑到光缆长时间使用时，增强层005及其内部各部件可能因自重及震动在填充层300中逐步下沉，优选的，所述外护套200和增强层005之间的空间设有支撑条220，支撑条220的高度为3至6毫米；所述支撑条220为长条形，抵触在外护套200的内壁上，在光缆布设过程中，支撑条220始终位于外护套200的内壁上靠近底部的位置；在增强层005及其内部各部件下沉时，支撑条220起支撑作用。

[0085] 优选的，所述支撑条220的底部为曲面，该曲面与外护套200的内轮廓相符。

[0086] 实施例四

[0087] 考虑到多条光缆在窄小通道进行布线时，因空间受限，若多条光缆并行很难使用理线架100进行固定进而导致防辐射效果受限，针对上述问题，本申请实施例在上述实施例的基础上增设了承载固定条500，具体为：

[0088] 如图10和图11所示，所述承载固定条500为长条形，横截面为多边形，外表面上设有胶层；所述条形软囊310与外护套200和增强层005均不固定；

[0089] 实际使用时，装配人员使用刀具拆除需要过窄细通道的部分光缆的外护套200，而后将多条光缆的增强层005固定在承载固定条500上，并使用ETFE材质的带体通过缠绕的方式将多条光缆包裹起来，此后向条形软囊310内灌注填充料320，最后使用热缩管将带体包覆固定并将注入孔210封堵。

[0090] 优选的，如图9所示，光缆根据实际需求在出厂前进行定制，在光缆上预计需要通过窄细通道的部位取消外护套200的设置，使用弹性软套600代替该部分的外护套200，弹性软套600的两端固定在外护套200的端部；实际使用时，装配人员将多条光缆的弹性软套600固定在承载固定条500上，而后使用ETFE材质的带体通过缠绕的方式将多条光缆包裹起来，此后向条形软囊310内灌注填充料320，最后使用热缩管将带体包覆固定并将注入孔210封堵。

[0091] 以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。