[实用新型]一种高温耐油大数值孔径光纤

说明书

本实用新型涉及测温光纤，具体涉及一种高温耐油大数值孔径光纤，主要解决现有测温光纤不能同时满足大数值、耐高温、耐油，导致其不能满足电力行业变压器绕组测温使用要求的问题。该高温耐油大数值孔径光纤包括由内向外依次设置的芯层、涂覆层与保护层；芯层为纯石英裸纤；涂覆层包括一层或两层耐高温涂层；保护层为高温耐油保护层。

技术领域

本实用新型涉及测温光纤，具体涉及一种高温耐油大数值孔径光纤。

背景技术

在电力行业的变压器绕组测温中，光纤测温以精度高、抗干扰能力强、安装尺寸小等独特的优势，逐渐取代传统的铂电阻式测温。但是，由于现场安装环境恶劣，较粗的光纤需多次弯折安装，导致其容易折断，进而将直接导致仪器测温功能失效。光纤的柔韧性与芯径的四次方成反比，光纤芯径越小，耦合进光纤的激发光能量也越少，最终会导致仪器测温精度降低。因此，在满足一定光纤芯径的前提下，极大可能增大数值孔径，对提升仪器的综合性能具有十分重大的意义。另外，由于其特殊的应用领域，光纤的耐温耐油性也必须得以满足。

光纤数值孔径是多模光纤的重要参数，它表征光纤端面接收光的能力。入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以，此角度α的正弦值称为光纤的数值孔径(NA＝sinα)，若NA越大，则光纤接收光的能力越强。多模光纤NA的范围一般在0.18～0.23之间，光纤的数值孔径大小与纤芯折射率、纤芯－包层相对折射率差有关，NA＝根号下(n1^2-n2^2)，其中n1表示纤芯折射率，n2表示包层折射率。通常增大数值孔径的方法是减小n2的大小，比如改变芯层和包层玻璃里的掺杂成分，传统方式为芯层掺锗、包层掺氟，但是由于材料掺杂比例的制约，数值孔径最大可提升值仅为NA＝0.35。此外，现有光纤不耐高温、不耐油，不能满足电力行业变压器绕组测温的使用要求。因此，高温耐油大数值孔径光纤的研制是主要的研究方向。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有测温光纤不能同时满足大数值、耐高温、耐油，导致其不能满足电力行业变压器绕组测温使用要求的问题，提供一种高温耐油大数值孔径光纤。

本实用新型的技术方案如下：

一种高温耐油大数值孔径光纤，包括由内向外依次设置的芯层、涂覆层与保护层；所述芯层为纯石英裸纤；所述涂覆层包括一层或两层耐高温涂层；所述保护层为高温耐油保护层。

进一步地，所述耐高温涂层为低折射率紫外线固化树脂。

进一步地，所述耐高温涂层的厚度为芯层直径的5％～25％。

进一步地，所述耐高温涂层的厚度为芯层直径的15％。

进一步地，所述保护层为PFA高温耐油保护层。

同时，本实用新型还提供一种高温耐油大数值孔径光纤制备方法，包括以下步骤：

1)将纯石英裸纤拉制成产品的芯层尺寸；

2)在芯层外表面涂覆一层或两层低折射率紫外线固化树脂，并采用紫外固化灯固化，形成涂覆层；

3)在步骤2)形成的涂覆层外包裹高温耐油保护层，形成高温耐油大数值孔径光纤。

进一步地，步骤2)中，紫外固化灯具体采用UV-B型灯，其固化功率1000mJ/cm2，发光波段为290-320nm。

进一步地，步骤3)中的保护层为PFA高温耐油保护层。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

相较于常规芯层掺锗、包层掺氟的技术，本实用新型光纤直接采用低折涂料代替光纤包层，大幅提升光纤的数值孔径，并且选用的紫外固化涂料耐高温性能满足产品使用要求，性能稳定。本实用新型光纤涂层外部增加PFA保护层，最大可能的阻隔变压器油对涂层的腐蚀，增强其耐高温、耐油性能，同时，提升光纤的抗拉强度。