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第六章 光纤带机械性能 第一节 光纤带机械性能测试的目的 众所周知，光纤带是由紫外光固化涂覆光纤和紫外光固化粘结材料共同组合的线性矩阵。如果光纤带在成缆、施工、使用、维护中受扭转、残留扭转等外力作用，那么会影响光纤的传输性能和机械使用寿命。同时，光纤带在施工、维护中应具有可分离性，即光纤能从光纤带中分离成若干根光纤的子单元或单根光纤。光纤带便于剥离，即光纤涂覆层及光纤带粘结材料能容易地剥除。 这样，光纤带机械性能包括：可分离性、可剥离性、抗扭转能力和残余扭转度。研究光纤带机械性能的目的在于，从光纤带结构出发，通过模拟光纤带在成缆、施工中受扭转等条件进行必要的试验来确保光纤带的传输、机械性能及使用寿命。 第二节 测量方法 国内外有关标准中介绍的验证光纤带机械性能优劣的试验方法有：光纤带的可分离性、光纤带剥离性、光纤带抗扭转能力和光纤带残余扭转度。本章将简要介绍这些试验的测量原理、试验装置和试验程序。 光纤带可分离性 1. 测量原理 光纤带可分离性试验的测量原理是利用一工具或手工将未老化的6芯或12芯或24芯光纤带中的光纤分离成单根或多根光纤的子单元。 光纤带可分离性试验的目的有两个：(1) 保证要求分离的光纤带具有足够的抗撕裂性能。(2) 确保要求分离的光纤带具有可分离成单根光纤或多根光纤子单元的分离性。 2. 试验装置 光纤可分离性试验装置应包括一个具有合适夹具的张力强度测量装置和一个放大倍数为100倍的显微镜。 3. 试验程序 对于n芯光纤带，从被测的每个约1m长的光纤带试样上截取最小长度为100mm的光纤带试样，共取n/2段试样；对m批光纤带，光纤带试样数共有m×n/2个。 对于x个光纤带试样（从批次中抽取，在产品规范中，x一般规定为3～5），用刀器将被试光纤带中光纤一根根与光纤带中其他光纤分开至长度为25～30mm，以便于试验时夹持，如图6.1所示。对于x较多的光纤带试样，要将光纤带中光纤两根两根地与光纤带中其他光纤分开，直至分出的光纤根数为被测试光纤带芯数的一半，即n/2。 图6.1 可分离性试验试样制备 可分离性试验程序如下：将每个试样插入强度测量装置上，如图6.2所示，在离分离起始点约3mm处位置将分开的光纤夹住，以100mm/min的速度慢慢地将光纤撕开至50mm的长度，并连续记录50mm的长度上的撕裂力。用显微镜检查可分离性，即光纤带撕裂后预涂覆层和着色层受损的情况。最后，比较所测的各光纤所需撕裂力的大小。 图6.2 光纤带可分离（撕裂）试验示意图 评定光纤带可分离性优劣条件有：不使用特殊工具或器械就能完成光纤带的分离。完成撕开时所需的应力不超过4.4N。光纤分离过程不应对光纤的传输和机械性能造成永久性的损伤。在分离试验后光纤着色层允许有点脱落，但在任意2.5cm长度的光纤上应留有足够的便于光纤带中各光纤相互区别的色标。 光纤带可剥离性 1. 测量原理 使用专用的剥离工具，从未老化和老化的光纤带上，以机械的方式剥去一段长度大于25mm光纤带的粘结材料、着色层和光纤预涂覆层，以验证光纤带的可剥离性的优劣。 2. 试验装置 光纤带可剥离性的试验装置为一专门的剥离工具和用来擦去光纤带上各涂覆层残留物的酒精。 3. 试验程序 受试光纤带试样预处理方法有两种：温度湿度老化法和水老化法。温度湿度老化法是将受试光纤带浸泡在温度为85±2℃，非冷凝湿度为85±5％环境中停留30天。水老化法是将受试光纤带浸泡在温度为23±5℃的去离子水或蒸馏水中持续14天。 光纤带可剥离性试验在标准大气压下进行。未经过老化、湿度老化和水老化光纤带的可剥离性试验应在老化后的8小时内完成。剥离后的光纤带的清洁应用酒精擦清光纤上的残留涂覆物，以使玻璃光纤能够熔接。可剥离性试验的试样最少为10个。 光纤带抗扭转 1. 测量原理 光纤带在成缆、敷设、使用和维护中不可避免地受到扭转的作用。光纤带抗扭转试验的测量原理是设法在光纤带上施加荷载，借助循环扭转来模拟光纤带实际扭转情况，以检验光纤带结构的机械和功能的完整性，确保光纤带经受扭转力作用后，光纤带中光纤不会分离成单根光纤或多根光纤子单元。 2. 试验装置 光纤带扭转试验的试验装置，如图6.3所示。该试验装置由两个竖直放置的光纤带定位夹具和为每根光纤施加1N张力的吊挂荷重器具组成。 图6.3 抗扭转试验装置 3. 试验程序 从不同批次的光纤带中选取5个有代表性试样，每个试样长度为340mm。将制备好的光纤带试样牢固地固定在试验装置中，两夹具夹持的光纤带距离为300mm。试验时，先将顶端夹具顺时针旋转180°回到起始位置后，再逆时针旋转180°，然后再回到起始位置，这就构成一个循环扭转试验。扭转试验应重复进行20个循环，扭转速度为每分钟20个循环。 光纤带残余扭转 1. 测量原理 光缆中绞合的光纤