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El proceso de curado UV y el equipo para bobinas de fibra óptica

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Proceso y equipos de curado UV para bobinas de fibra óptica

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La bobina de fibra óptica es un componente esencial del giroscopio de fibra óptica (FOG) que se utiliza para detectar la diferencia de fase Sagnac entre dos ondas de luz que se propagan en sentido contrario, causada por la velocidad angular de entrada. Su rendimiento es uno de los factores clave que afectan al rendimiento general del giroscopio de fibra óptica.

Nuestros principales productos de bobinas de fibra óptica se bobinan utilizando fibras que mantienen la polarización (PM) en un patrón de bobinado simétrico estándar. Durante el proceso de bobinado, se aplica de forma sincronizada un adhesivo de curado UV, y la bobina se forma tras el curado UV. En la figura 1.1 se muestra un esquema transversal de la bobina de fibra óptica.

El curado UV para bobinas de fibra óptica es una reacción fotoquímica que utiliza una fuente de luz UV para desencadenar una reacción química entre el fotoiniciador del adhesivo, lo que da lugar al curado del adhesivo.

Actualmente, el equipo de curado UV más utilizado en la industria de las bobinas de fibra óptica es el sistema de curado con lámpara de mercurio UV. Este sistema consta de cuatro componentes principales: una fuente de luz de lámpara de mercurio UV, un dispositivo reflectante, un sistema de refrigeración y dispositivos de control auxiliares.

Durante el proceso de curado de las bobinas de fibra óptica, los huecos entre las fibras se rellenan con adhesivo curado, lo que introduce nuevas tensiones en las fibras. Estas tensiones incluyen principalmente la tensión de contracción causada por el proceso de curado, la tensión térmica resultante de los cambios de temperatura ambiental y la tensión de unión debida a las fuerzas de adhesión. Dado que las fibras de mantenimiento de la polarización (PM) son materiales sensibles a las tensiones, las tensiones externas pueden alterar la distribución interna de las tensiones dentro de las fibras, afectando así a la relación de extinción de las bobinas de fibras y al rendimiento global del sistema.

Los equipos tradicionales de curado con lámpara UV de mercurio, caracterizados por su madurez tecnológica y bajo coste, se utilizan actualmente de forma generalizada en el proceso de curado de bobinas de fibra PM. Sin embargo, este equipo presenta ciertos inconvenientes y problemas que siguen sin resolverse:

1.Baja eficiencia de conversión UV:
La fuente de luz de la lámpara de mercurio UV proporciona la energía necesaria para el curado UV y es el componente central del equipo de curado UV. Sin embargo, la eficiencia UV de las lámparas de mercurio tradicionales es de aproximadamente el 30%, siendo el 60%-70% restante energía de radiación infrarroja y térmica, lo que se traduce en una baja eficiencia de conversión UV. Un uso inadecuado también puede elevar la temperatura de la lámpara, lo que afecta negativamente a las bobinas de fibra.

2.Disminución de la intensidad luminosa con el paso del tiempo:
Las lámparas de mercurio tradicionales requieren una cantidad significativa de energía para funcionar, y su intensidad luminosa (irradiancia) disminuye con el tiempo. Es necesario controlar con frecuencia la intensidad de la luz UV con un irradiómetro, lo que añade complejidad al control del proceso y a la gestión de la calidad.

La intensidad luminosa se refiere a la energía UV recibida por unidad de superficie del revestimiento, medida en unidades de . Se calcula mediante la siguiente fórmula:

3.Corta vida útil:
Las lámparas de mercurio tradicionales tienen una vida útil relativamente corta, con un promedio de uso de ≤1.000 horas.

4.Largo tiempo de encendido:
Las lámparas de mercurio requieren un arranque en frío y un periodo de inducción prolongado, que suele durar unos 10 minutos para alcanzar la plena potencia espectral. Una vez apagadas, no pueden volver a encenderse inmediatamente y necesitan un periodo de enfriamiento de 15-20 minutos antes de reactivarse, lo que afecta a la comodidad de funcionamiento.

5.Altos requisitos de protección:
Durante su funcionamiento, las lámparas de mercurio tradicionales generan ozono, que es perjudicial para los seres humanos. Además, el amplio rango de irradiación de las lámparas de mercurio puede suponer riesgos para los ojos y la piel si se utilizan de forma inadecuada. Esto hace necesaria la inclusión de sistemas de protección.