Օպտիկամանրաթելային մալուխի լցոնման միացություն. Հիմնական գործառույթներ և տեխնիկական վերլուծություն

Օպտիկամանրաթելային մալուխների կառուցվածքում լցոնիչ միացությունը հեշտությամբ անտեսվող, բայց չափազանց կարևոր շերտ է։ Այն անմիջականորեն չի մասնակցում օպտիկական ազդանշանի փոխանցմանը և ոչ էլ այնքան տեսանելի է, որքան արտաքին թաղանթը, սակայն անմիջականորեն ազդում է մալուխի երկարաժամկետ հուսալիության և փոխանցման կայունության վրա՝ այն դարձնելով մալուխի երկարաժամկետ աշխատանքն ապահովելու համար անհրաժեշտ ֆունկցիոնալ նյութ։

I. Ի՞նչ է լցոնիչ միացությունը և ինչո՞ւ է այն «անհրաժեշտ» օպտիկամանրաթելային մալուխների համար։

Օպտիկամանրաթելային մալուխի լցոնման միացությունը սովորական «ճարպ» կամ «նավթային ժելե» չէ, այլ կիսաթափանցիկ մածուկանման ֆունկցիոնալ նյութ, որը կազմված է բազային յուղերից, խտացնող համակարգերից, ջուրը արգելափակող բաղադրիչներից, հակաօքսիդանտային համակարգերից և այլ նյութերից: Օպտիկական մանրաթելի միջուկը չափազանց նուրբ քվարցային ապակե թել է, որն ունի երեք կարևոր զգայունություն՝ ջրի, խոնավության և մեխանիկական լարվածության նկատմամբ զգայունություն: Երբ խոնավությունը ներթափանցում է օպտիկական մանրաթելի մակերես, այն կարող է առաջացնել միկրոճաքեր և հանգեցնել ազդանշանի թուլացման աճի, ինչը երկարաժամկետ հեռանկարում կարող է հանգեցնել մանրաթելի խափանման: Բացի այդ, մալուխի կառուցվածքում կան բազմաթիվ միկրոխոռոչներ, ինչպիսիք են ազատ խողովակների միջև, միջուկի ճեղքերում և ամրության տարրերի շուրջը, որոնք կարող են ստեղծել ջրի և խոնավության միգրացիայի ուղիներ:

Լցոնող միացության հիմնական գործառույթները արտացոլվում են երկու ասպեկտով։ Առաջինը՝ ջրապաշտպանություն և խոնավության դիմադրություն. միացությունն ամբողջությամբ լցնում է մալուխի ներքին խոռոչները՝ ձևավորելով անընդհատ հիդրոֆոբ պատնեշ, որը արդյունավետորեն կանխում է ջրի երկայնական միգրացիան՝ հիմնարար կերպով պաշտպանելով օպտիկական մանրաթելի կառուցվածքային կայունությունը։ Երկրորդ՝ մեխանիկական բուֆերային պաշտպանություն. ազատ խողովակի ներսում միացությունը պատում է օպտիկական մանրաթելը՝ ձևավորելով ճկուն հենարանային շերտ։ Երբ մալուխը ենթարկվում է արտաքին ուժերի, ինչպիսիք են ծռումը, լարվածությունը կամ թրթռումը, այն արդյունավետորեն ցրում է լարվածությունը և նվազեցնում միկրոծռման կորստի ռիսկը՝ այդպիսով ապահովելով ազդանշանի կայուն փոխանցում։

II. Ֆիբերային գելն ընդդեմ մալուխային ժելեի. Տարբեր դերեր, համապատասխան պարտականություններ

Օպտիկամանրաթելային մալուխների արդյունաբերության մեջ լցոնիչ միացությունները հիմնականում բաժանվում են երկու կատեգորիայի՝Ֆիբեր գելևԿաբելային ժելեԿան էական տարբերություններ դրանց կիրառման դիրքերի և կատարողականի պահանջների մեջ։

Ֆիբերգելը ֆունկցիոնալ նյութ է, որը անմիջական շփման մեջ է մտնում օպտիկական մանրաթելի հետ, հիմնականում լցնելով ազատ խողովակների կամ հիմնական կառուցվածքների ներքին մասը՝ պահպանելով մանրաթելի հետ երկարատև անմիջական շփումը: Հետևաբար, դրա կատարողականի պահանջները չափազանց խիստ են. այն պետք է ունենա շատ բարձր մաքրություն՝ առանց մեխանիկական խառնուրդների, լավ ցածր լարվածության բնութագրեր, որոնք չեն առաջացնում միկրոծռման ազդեցություն մանրաթելի վրա, ցածր կամ գրեթե չեզոք թթվային արժեք՝ մանրաթելի ծածկույթի վրա երկարատև քիմիական ազդեցությունից խուսափելու համար, և ջրածնի արտազատման կատարողականի կարևորագույն վերահսկողություն, քանի որ ջրածինը կարող է առաջացնել OH-կլանում օպտիկական մանրաթելում, ինչը հանգեցնում է ազդանշանի թուլացման աճի 1.38μm գոտում: Բազային յուղի ընտրության առումով, Ֆիբերգելը հիմնականում օգտագործում է բարձր մաքրության հիդրոգենացված հանքային յուղեր կամ սինթետիկ բազային յուղային համակարգեր, որոնց առավելություններից են կայուն մոլեկուլային կառուցվածքը և բարձր խմբաքանակային խտությունը, ինչը դրանք ավելի հարմար է դարձնում բարձր հուսալիության մալուխային կիրառությունների համար:

Մալուխային ժելեն հիմնականում օգտագործվում է մալուխի միջուկի ճեղքերը, թելավոր կառուցվածքի ճեղքերը կամ արտաքին շերտի կառուցվածքները լցնելու համար: Այն անմիջական շփման մեջ չի մտնում օպտիկական մանրաթելի հետ, և դրա հիմնական գործառույթներն են ընդհանուր առմամբ ջրամեկուսացումը և կառուցվածքային լցոնումը: Հետևաբար, մաքրության և օպտիկական որակի կատարողականության պահանջները համեմատաբար ցածր են, բայց այն պետք է ունենա լավ ջրամեկուսացման կատարողականություն և երկարաժամկետ կայունություն: Հիմնական յուղային համակարգերը հիմնականում օգտագործում են նավթենային կամ միջանկյալ հիմքով հիդրոգենացված հանքային յուղային համակարգեր, որոնք հասնում են արժեքի և կատարողականության միջև հավասարակշռության, ինչը դրանք ավելի հարմար է դարձնում արտաքին շերտի պաշտպանության համար:

Նյութական համակարգի տեսանկյունից, լցոնման միացությունները կարելի է բաժանել երեք տեսակի՝ հանքային յուղի միացություն, սինթետիկ յուղի միացություն և սիլիկոնային յուղի միացություն: Հանքային յուղի միացությունն առաջարկում է բարձր ծախսարդյունավետություն և ամենատարածվածն է: Սինթետիկ յուղի միացությունը սովորաբար հիմնված է PAO-ի (պոլիալֆաոլեֆին) վրա որպես բազային յուղ, ապահովելով գերազանց բարձր և ցածր ջերմաստիճանային կատարողականություն, ինչպես նաև օքսիդացման կայունություն: Սիլիկոնային յուղի միացությունը հարմար է ծայրահեղ ջերմաստիճանային միջավայրերի համար, պահպանելով կայուն կատարողականություն -70°C-ից մինչև 200°C միջակայքում, սակայն դրա արժեքն ավելի բարձր է, և այն անհամատեղելի է հանքային յուղի համակարգերի հետ:

III. Գործնական կիրառություններում տարածված խնդիրներ և հակազդեցություններ

Օպտիկամանրաթելային մալուխների արտադրության, տեղադրման և երկարաժամկետ շահագործման ընթացքում կարող են առաջանալ լցոնիչ միացությունների հետ կապված տարբեր աշխատանքային խնդիրներ:

Յուղի անջատումը սովորաբար դրսևորվում է որպես բազային յուղի անջատում միացության համակարգից, ինչը հանգեցնում է միացության անհավասար բաշխման, ինչն էլ իր հերթին առաջացնում է անհավասար լարվածություն օպտիկական մանրաթելի վրա և մեծացնում է միկրոծռման կորուստը: Հիմնական պատճառը սովորաբար կապված է խտացման համակարգի նախագծման կամ դիսպերսիայի գործընթացի կառավարման հետ:

Ցածր ջերմաստիճանում կարծրացումն ավելի ակնհայտ է ցուրտ շրջաններում: Ավանդական հանքային յուղերի համակարգերը ցածր ջերմաստիճաններում նկատում են մածուցիկության նվազում, ինչը չի ապահովում արդյունավետ բուֆերային պաշտպանություն, ինչը կարող է հանգեցնել օպտիկական մանրաթելի և խողովակի պատի միջև անմիջական շփման: Սա պետք է օպտիմալացվի՝ ընտրելով սինթետիկ յուղ կամ սիլիկոնային յուղի համակարգեր:

Համատեղելիության խնդիրները հիմնականում դրսևորվում են որպես ֆիզիկական կամ քիմիական անհամատեղելիություն միացության և այնպիսի նյութերի միջև, ինչպիսիք են PBT չամրացված խողովակները, մանրաթելային ծածկույթները և ջուրը խցանող նյութերը, ինչը կարող է հանգեցնել նյութի այտուցվածության կամ աշխատանքային արդյունավետության վատթարացման երկարաժամկետ հեռանկարում: Հետևաբար, գործնական կիրառություններում պետք է անցկացվեն համատեղելիության խիստ փորձարկումներ:

Ջրածնի արտազատման խնդիրները հիմնականում առաջանում են միացությունների համակարգում առկա անկայուն բաղադրիչների հետքերից, որոնք կարող են դանդաղորեն արտազատել ջրածին երկարատև շահագործման ընթացքում, ինչը հանգեցնում է օպտիկական մանրաթելի լրացուցիչ թուլացման աճի: Հետևաբար, անհրաժեշտ է հումքի մաքրության և արտադրական միջավայրի խոնավության խիստ վերահսկողություն:

Լցման գործընթացի խնդիրները կապված են միացության թիքսոտրոպ հատկությունների և սարքավորումների կառավարման պարամետրերի հետ, ինչպիսիք են լցման արագությունը, ջերմաստիճանի կառավարումը և ճնշման անհավասար բաշխումը, որոնք բոլորը կարող են ազդել միացության միատարր բաշխման վրա ազատ խողովակի ներսում և, հետևաբար, ազդել մալուխի ընդհանուր աշխատանքի վրա։

Եզրակացություն
Չնայած լցոնիչ միացությունը մալուխի կառուցվածքում զբաղեցնում է ոչ այնքան կարևոր տեղ, այն հիմնական ֆունկցիոնալ նյութ է, որը ազդում է օպտիկամանրաթելային մալուխների երկարաժամկետ հուսալիության և փոխանցման կատարողականության վրա: Այն անփոխարինելի դեր է խաղում ջրամեկուսացման, խոնավության դիմադրության, բուֆերացման և կառուցվածքային կայունության գործում: Քանի որ օպտիկամանրաթելային կապի ցանցերը շարունակում են զարգանալ դեպի ավելի բարձր արագություններ, ավելի մեծ հզորություններ և ավելի երկար ծառայության ժամկետ, մալուխի լցոնիչ միացությունների կատարողականի պահանջները և գործընթացի վերահսկման պահանջները նույնպես կայուն աճում են: