PEEK是一种有机热塑性材料，具有优异的耐化学性和优异的机械和物理鲁棒性。结果，这种特征的材料通常用于工程应用。
它通常用于光纤，以提高能源，土木工程，航空航天和医疗产业中不利环境中纤维的强度。但是，使用时面临某些困难PEEK涂层例如，在光纤上，物理应力在涂层冷却至其玻璃化转变温度下方时，纤维经验。
这些扭曲如弯曲，压缩和其他类似的变形对纤维的传动产生负面影响并导致信号衰减。
宙斯进行了初步测试，以比较Peek涂层纤维对未涂层纤维来评估Peek涂层光纤的性能和效用。使用Zeus光学时域反射计（OTDR）制造的初始测试表明，Peek涂层纤维等衰减特性与未涂覆的纤维相反。
为了验证这些调查结果，宙斯与Luna合作，是一种具有专业光纤测试和技术专业能力的行业专家。Luna的光学反向散射表型号4600（OBR 4600）用于评估Zeus Peek涂层纤维。基于光学频率域反射仪（OFDR），该装置建立光纤的光学特性。
OBR 4600的尖锐功能使得可以使用标准OTDR识别无法清楚地查看的缺陷。当Luna的OBR 4600用于测试PEEK涂覆的纤维时，在纤维中观察到缺陷，在早期的测试过程中否则否则在否则看不到，特别是对于包含纤维布拉格光栅的部分。
PEEK的抗压效果导致阵列显示出可见的光栅峰，以前无法用之前的Zeus OTDR清楚地看到。为了处理这些问题，宙斯设计了一种独特优化的PEEK涂层工艺，以实现涂层光纤的热稳定性。
测试配置
设计用于评估分贝（DB）衰减或损耗是否达到正常的单模Nufern155μm聚酰亚胺R1550B-P光纤，适用于施用PEEK涂层后的布里渊基的应变感测和分布式温度。用PEEK涂层施加光纤以产生400μm的最后外径（OD）。Zeus和Luna的工程师进行了三种测试模式，比较Zeus Peek涂层纤维和未涂层纤维：
- 在光纤测试区域内诱导小弯曲半径时的温度测试升高
- 高温热循环从环境温度到240°C
- 从环境温度到-10°C的次零（低温）热循环
对于个别测试模式，Luna的OBR 4600用于在光纤250米测试区域上建立DB损耗。为了在测试位置和仪器之间用作跳线，LUNA OBR 4600固定到150米的延迟线。
PEEK涂覆纤维的455米长度为410米的参考光纤，在约0.4米的循环中扭曲在一起，最初置于冰箱中，然后在炉中置于零级测试和高温测试中，分别。
两个K型热电偶位于每个光纤中，以记录炉内的内部温度和光纤的温度。通过粉碎端部并将纤维扭转到直径为5至6mm的环中来完成纤维。kapton.®用胶带用于握住这些环，也可以从光纤端较低反射到最佳的瑞利反向散射信噪比和最低噪声地板的水平。
每个温度间隔扫描每个光纤，并记录数据。在OBR软件的帮助下，评估所产生的数据以确定沿250米段的光纤内的DB损耗，从延迟线端开始50米。在20米处设定插入损耗（IL）积分宽度后，单独测试PEEK涂层纤维和参考光纤。在测试每个光纤之前，收集参考数据（图1）。
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图1。PEEK涂层（蓝色）和参考光纤（红色）的参考数据在温度和弯曲半径测试之前。
在150米处，由于PEEK纤维样品和150米跳线之间的连接器损耗，看到了PEEK涂层样品的损失事件。然而，这种损失没有促进随后的纤维测试（图1和2）。
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图2。LUNA OBR 4600屏幕截图描绘了在温度和弯曲半径测试之前为PEEK涂层纤维的150米处的损耗测量。
LUNA的OBR 4600用于测量两根纤维的偏振态。似乎作为纤维长度的函数的偏振态的发展是由用OBR接收器识别的光纤的盘绕部分（图3和4）。
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图3。在温度开始之前PEEK涂覆纤维的前50μm的偏振状态和弯曲半径。
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图4。温度和弯曲半径测试开始前，未涂覆参考光纤测量区域前50米的偏振状态。
偏振态S和P从外边缘显示了大约几米的周期。这一周期被发现与纤维卷绕促进的双折射拍长相匹配。PEEK涂层纤维与参考纤维之间的差异没有明显的不一致。参考纤维和PEEK纤维之间没有差异，这表明Zeus PEEK涂层工艺造成的残余应变(如果有的话)是最小的。
检测结果
本节概述了所获取的热循环，零测试和弯曲半径测试的数据。
次零测试结果
在初始测试顺序中，将光纤线圈放置在零溢流器内，循环温度-10℃和环境温度（〜24℃）。在冰箱测试室中存在，采用K型热电偶来了解温度在测试前稳定的点。
两个热电偶测量的平均值被认为是最终温度。随后，LUNA OBR 4600用于测试每个光缆沿着电缆的长度在温度循环期间的任何DB损耗（表1）。
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图5。亚零温度测量的测试方案，显示了零冷冻机中光纤线圈的放置。
表格1。使用LUNA OBR 4600在低温测试期间获得的损失结果
| 设定点（TEMP。） |
参考光纤 |
Peek涂层纤维 |
测量
(临时)。 |
扫描1
（DB亏损） |
扫描2
（DB亏损） |
测量
(临时)。 |
扫描1
（DB亏损） |
扫描2
（DB亏损） |
| ºC. |
ºC. |
DB / km. |
DB / km. |
ºC. |
DB / km. |
DB / km. |
| 周围的 |
24.1. |
1.20 |
1.17 |
24.1. |
1.23 |
1.24 |
| -10 |
-10.6 |
1.11 |
1.08 |
-9.7 |
1.19 |
1.23 |
| 周围的 |
24.1. |
1.21 |
1.20 |
24.1. |
1.27 |
1.25 |
| -10 |
-11.1. |
1.25 |
1.24 |
-10.1. |
1.13 |
1.11 |
| 周围的 |
22.9 |
1.04 |
1.02 |
22.9 |
1.51 |
1.53 |
23.7℃是低或零温度循环的平均环境温度，-10.4℃是平均低温（表2）。在环境温度下，1.34 db / km是平均损失Peek涂层纤维，但这种损失仅略高于1.14 dB / km平均参考光纤损耗。
参考和PEEK涂覆的纤维均显示出在-10°C的平等损失1.17 dB / km。这些结果表明，光纤上使用的PEEK涂层不会改变光纤的衰减特性。
表2。亚零/低温循环试验结果摘要表1
| 平均温度（参考和PEEK环境温度。是相同的） |
平均损失 |
差异（PEEK - REF） |
| 参考光纤 |
Peek涂层纤维 |
| ºC. |
DB / km. |
DB / km. |
DB / km. |
| 23.7 |
1.14 |
1.34 |
0.20 |
| -10.4 |
1.17 |
1.17 |
0.00 |
高温测试
为了确定在〜217°C的延长温度范围内的DB损耗，在参考和PEEK涂覆的光纤上进行升高的温度分析。这是通过将测试纤维在炉中用两种K型热电偶将测试纤维放置在零级光纤测试中来完成的。
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图6。升高温度循环测量的测试方案，显示炉中光纤线圈的放置。
通过温度梯度检测炉子室内的温度梯度。该温度梯度小于10℃。在240°C和环境温度（〜27°C）之间的施用测试温度（〜27°C）后，在环境温度 - 100℃，150℃，200℃和250℃下测定光纤的透射损失。使用LUNA OBR 4600，对每个循环的升高以及降低温度斜率进行损耗测量，并与子零测试类似地检查（表3和4）。
表3。使用LUNA OBR 4600循环温度循环期间获得的损失结果
| 设定点（TEMP。） |
参考光纤 |
Peek涂层纤维 |
测量
(临时)。 |
扫描1
（DB亏损） |
扫描2
（DB亏损） |
测量
(临时)。 |
扫描1
（DB亏损） |
扫描2
（DB亏损） |
| ºC. |
ºC. |
DB / km. |
DB / km. |
ºC. |
DB / km. |
DB / km. |
| 周围的 |
22.9 |
1.04 |
1.02 |
22.9 |
1.51 |
1.53 |
| One hundred. |
100.5 |
1.02 |
0.98 |
101.2 |
1.43 |
1.43 |
| 150. |
153.5 |
1.30. |
1.33 |
152.8 |
1.72 |
1.68 |
| 200. |
204.3. |
1.02 |
0.78 |
204.8 |
0.79 |
0.82 |
| 240. |
244.9 |
1.51 |
1.53 |
244.2 |
0.91 |
0.89 |
| 周围的 |
31.5 |
1.19 |
1.18 |
32.1 |
1.23 |
1.23 |
| One hundred. |
100.9 |
1.06 |
1.04 |
101 |
1.20 |
1.15 |
| 150. |
148.4 |
1.30. |
1.30. |
146.8 |
1.27 |
1.25 |
| 200. |
204.1 |
1.40 |
1.43 |
207.8 |
1.20 |
1.19 |
| 240. |
246.1. |
1.25 |
1.24 |
245.8 |
1.12 |
1.12 |
| 150. |
154.5 |
1.38 |
1.32 |
154.2 |
1.20 |
1.18 |
| 周围的 |
28.5 |
1.00 |
1.01 |
27.2 |
1.34 |
1.29 |
表4。升高的温度测试结果摘要。（环境温度：27.4 - 6°C）
|
| 平均温度 |
平均损失 |
差异（PEEK - REF） |
| 参考 |
窥视 |
参考和偷看 |
参考光纤 |
窥视纤维 |
| °C. |
°C. |
°C. |
DB / km. |
DB / km. |
DB / km. |
| 27.6 |
27.4 |
27.5 |
1.07 |
1.36 |
0.28 |
| 100.7 |
101.1 |
100.9 |
1.02 |
1.30. |
0.28 |
| 152.1. |
151.3 |
151.7 |
1.32 |
1.38 |
0.06 |
| 204.2 |
206.3. |
205.3. |
1.16 |
1.00 |
-0.16 |
| 245.5 |
245.0 |
245.3 |
1.38 |
1.01 |
-0.37 |
在升高的温度循环和测试之后，对于每个测试的温度（表3和4;图7），PEEK涂布纤维和参考光纤的平均损失显示出小于1.5dB / km;图7）。
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图7。在高温循环期间，表4的表4从表4的衰减数据的图形表示。温度是PEEK和参考纤维温度测量的平均值。
在接近环境温度时，与PEEK涂层光纤相比，参考光纤的损耗小于0.3dB/km。然而，尽管这个温度接近PEEK材料的玻璃化转变温度，但在150°C时，两种纤维的损耗性能相同，约为1.35dB/km。
在150℃下，参考光纤中看到的增加的衰减是出乎意料的，此时仍然是未解释的。然而，在超过150°C时，Peek涂层纤维中的衰减似乎从1.38 db / km减小到1.01 db / km，因为当光纤被加热到参考光纤时。
虽然可以测量两个纤维之间的这些衰减变化，但它们仍被认为是极低的。因此，整体数据表明Zeus Peek涂层对涂覆光纤的DB衰减没有重大影响。
弯曲半径测试
由于引入纤维内已知半径的弯曲，因此执行最后一次测试以测量DB损耗。在该分析中，构造成夹具以在三个变化的半径上以覆盖圆筒在三个变化的半径处保持纤维。
在测试夹具上，将参考R1550B-P-P光纤或PEEK涂覆的纤维安装并在一侧保持，弹簧加载夹具配有硅树脂垫。该夹紧垫确保光纤不会被夹紧压力破裂或紧张。随后，纤维被包裹在夹具圆筒的三个半径中的一个中的1.5倍，然后再次返回到牢固固定的夹具中。
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图8。用于弯曲半径测试的测试夹具。多根半径测试缸位于夹具的中间，并且硅胶填充弹簧装夹在两端。
气缸的半径测量10,30和50mm。对于这些测量，通过10M光纤部分进行衰减。通过将衰减引入纤维来完成夹具上的弹簧夹的精确位置。这是通过弯曲纤维来完成的，同时测量光纤中看到的衰减，使用LUNA OBR 4600（图9）。衰减发生的网站被清楚地查看和记录了。
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图9。通过弯曲人为诱导衰减(如图所示为PEEK涂层光纤)来确定弹簧夹在光纤上的位置的代表性图像。
将纤维置于测试夹具中，并在将固定装置放置在炉内后，在150℃和附近的环境条件下测定衰减。一旦达到加热的稳态温度，就取衰减测量，然后通过从炉中取出测试夹具并从气缸中解开纤维。
不久之后，纤维恢复到环境温度。当未缠绕的光纤达到环境温度时，再次测量衰减。这一过程再次对三个弯曲半径，以及R1550B-P控制纤维和Peek涂层纤维。
在环境条件下，参考光纤在弯曲半径为10 mm和50 mm的情况下热循环至150°C后没有出现任何衰减(表5)。
表5。在多根纤维弯曲半径下升高温度循环期间衰减。测量对于含有弯曲的10米纤维测试长度。（*未包装的光纤; ND =未确定。）
| 半径 |
温度 |
参考光纤 |
温度 |
Peek涂层纤维 |
区别 |
| 扫描1 |
扫描2 |
扫描1 |
扫描2 |
| 毫米 |
ºC. |
D b |
D b |
ºC. |
D b |
D b |
D b |
| 50. |
24.1. |
0.01 |
n |
22.4 |
0.04 |
0.04 |
0.03 |
| 50. |
143.9 |
0.02 |
0.03 |
154.2 |
0.04 |
0.04 |
0.01 |
| 30. |
周围的 |
n |
n |
33.6 |
0.03 |
0.04 |
n |
| 30. |
136.0 |
0.03 |
0.00 |
149.2 |
0.04 |
0.03 |
0.02 |
| 10. |
146.8 |
1.60 |
1.59 |
150.5 |
1.23 |
1.22 |
-0.37 |
| * 0. |
24.1. |
0.01 |
n |
22.4 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
由于这些是预测的结果，因此在环境温度下，不考虑用于参考纤维的30mm半径的记录。类似地，当促进30或50mm的半径弯曲时，PEEK涂覆的纤维和参考光纤在升高的温度下没有显示衰减。
有趣的事实是，对于150°C的10 mm半径弯曲，Peek涂层纤维显示1.2 dB损耗，参考光纤表现出1.6 dB的衰减，表明与参考光纤相反的衰减较小。这种增强的Zeus Peek涂覆纤维的衰减性能很好地通过纤维的厚度增加来解释施用PEEK涂层后。
与未涂层的纤维相比，所获得的厚度将在较大的半径内定位纤维的光导芯，减轻衰减。
结论
宙斯工业产品与LUNA合作，以评估Zeus设计的新优化Peek涂层工艺的影响，用于光纤应用。宙斯初级项目的焦点领域正在开发倾向于光纤的PEEK涂层过程，并允许涂覆的光纤在信号传输中保持其所需的属性。
在这方面，Zeus和Luna设计了一系列测试程序，以评估Zeus的Peek涂层纤维比较涂层和未涂覆的纤维中的衰减。评估涉及一种电池，热循环方法研究低温和高温及其对纤维的影响以及Zeus的PEEK涂层工艺。
从测试结果，Zeus'Peek涂层光纤在零下温度(~ -10°C)下，参考光纤在250米测试长度上显示出相同的衰减。与参考光纤相比，PEEK涂层光纤在环境温度下衰减仅略有增加(~0.2 dB/km)。
然而，在参考和PEEK涂覆的纤维之间的衰减中的衰减随着温度的增加而降低至150℃。此时，它们的衰减差异相等。应注意，与Zeus Peek涂覆的纤维相比，参考光纤在超过150℃的温度下表现出增加的衰减。
在温度循环试验中，Luna和Zeus研究了将小弯曲半径诱导到Peek涂覆纤维的效果，然后在未涂覆的参考和PEEK涂覆的纤维中进行比较衰减。它们还在较高温度下进行了这些测试。在该分析中，在未涂覆的参考和Zeus'PEEK涂覆的纤维中观察到相同的衰减，并在10M纤维测试长度，50mm和30mm弯曲半径，环境温度和150℃下。
值得注意的是，与PEEK涂层光纤相比，未涂层参考光纤在150°C下最小弯曲半径(10 mm)的衰减更大
这些发现表明，通过Zeus的Peek涂布方法将没有像微生物一样的物理应力或变形。此外，数据表明涂层在其应用之后显示出热稳定性并且不容易缩小，特别是在可能发生大的温度波动的情况下。
Zeus Peek涂层纤维的性能至少以及未涂覆的类似纤维，但具有改善抗辐射，热量和彼此的化学品的抗性。然而，在其他条件下，Zeus Peek涂覆纤维的性能可能比未涂覆的纤维更好。
这些信息已采购，审查和调整，由Zeus Industrial Products，Inc。提供的材料。亚博网站下载
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