JPH08338932A - ステンレス鋼管被覆光ファイバーおよびその製造方法 - Google Patents
ステンレス鋼管被覆光ファイバーおよびその製造方法Info
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- JPH08338932A JPH08338932A JP7144847A JP14484795A JPH08338932A JP H08338932 A JPH08338932 A JP H08338932A JP 7144847 A JP7144847 A JP 7144847A JP 14484795 A JP14484795 A JP 14484795A JP H08338932 A JPH08338932 A JP H08338932A
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- Japan
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- optical fiber
- steel pipe
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 伝送損失の増大がほとんど発生しないステン
レス鋼管被覆光ファイバーおよびその製造方法を提供す
る。 【構成】 水素含有量が１．２ｐｐｍ以下、望ましくは
０．６ｐｐｍ以下のステンレス鋼管で被覆されたステン
レス鋼管被覆光ファイバー。ステンレス鋼を光ファイバ
ーに被覆する前に、前記ステンレス鋼に１５０℃以上の
温度で一定時間保持する熱処理を施す前記ステンレス鋼
管被覆光ファイバーの製造方法など。
レス鋼管被覆光ファイバーおよびその製造方法を提供す
る。 【構成】 水素含有量が１．２ｐｐｍ以下、望ましくは
０．６ｐｐｍ以下のステンレス鋼管で被覆されたステン
レス鋼管被覆光ファイバー。ステンレス鋼を光ファイバ
ーに被覆する前に、前記ステンレス鋼に１５０℃以上の
温度で一定時間保持する熱処理を施す前記ステンレス鋼
管被覆光ファイバーの製造方法など。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信や温度センサー
などに用いられる光ファイバー、特に金属管被覆光ファ
イバーおよびその製造方法に関する。
などに用いられる光ファイバー、特に金属管被覆光ファ
イバーおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバーは、同心円状に２種類の異
なる屈折率を有する石英ガラスから構成された石英ガラ
ス線である。一般的には石英ガラス線の周りは樹脂で保
護され、１本で、あるいは複数本束ねられて情報通信、
探査、センサー用ケーブルとして用いられる。
なる屈折率を有する石英ガラスから構成された石英ガラ
ス線である。一般的には石英ガラス線の周りは樹脂で保
護され、１本で、あるいは複数本束ねられて情報通信、
探査、センサー用ケーブルとして用いられる。
【０００３】この光ファイバーには、以下に示すような
欠点がある。 （１）水分があると徐々に石英ガラスは脆化し、場合に
よっては破断することもある。
欠点がある。 （１）水分があると徐々に石英ガラスは脆化し、場合に
よっては破断することもある。
【０００４】（２）水素ガスが石英ガラス中に侵入する
と、水素自身が光を吸収したり、水素がＯＨ基に変化
し、このＯＨ基が光を吸収したりして、光強度の減衰す
なわち伝送損失の著しい増大を引き起こす。
と、水素自身が光を吸収したり、水素がＯＨ基に変化
し、このＯＨ基が光を吸収したりして、光強度の減衰す
なわち伝送損失の著しい増大を引き起こす。
【０００５】（３）外力、特に側圧が加わると、マイク
ロベンディング現象により屈折率を変化させ、光強度の
減衰を引き起こす。
ロベンディング現象により屈折率を変化させ、光強度の
減衰を引き起こす。
【０００６】最近、こうした欠点を解決する目的で、水
分や水素に対する密封性に優れ、しかも側圧に強いステ
ンレス鋼などの耐腐食性に優れた金属で被覆された金属
管被覆光ファイバーが開発され、その需要が急速に増大
している。
分や水素に対する密封性に優れ、しかも側圧に強いステ
ンレス鋼などの耐腐食性に優れた金属で被覆された金属
管被覆光ファイバーが開発され、その需要が急速に増大
している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記金
属管被覆光ファイバーのうちでステンレス鋼管被覆光フ
ァイバーには、使用環境温度が高い場合などで伝送損失
の増大が認められることがある。
属管被覆光ファイバーのうちでステンレス鋼管被覆光フ
ァイバーには、使用環境温度が高い場合などで伝送損失
の増大が認められることがある。
【０００８】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、伝送損失の増大がほとんど起きない
ステンレス鋼管被覆光ファイバーおよびその製造方法を
提供することを目的とする。
になされたもので、伝送損失の増大がほとんど起きない
ステンレス鋼管被覆光ファイバーおよびその製造方法を
提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、水素含有量
が１．２ｐｐｍ以下のステンレス鋼管で被覆されたこと
を特徴とするステンレス鋼管被覆光ファイバーにより解
決される。さらに、水素含有量が０．６ｐｐｍ以下のス
テンレス鋼管を用いると伝送損失の増大は全く生じなく
なる。こうしたステンレス鋼管被覆光ファイバーは、ス
テンレス鋼を光ファイバーに被覆する前に、ステンレス
鋼に１５０℃以上の温度で一定時間保持する熱処理を施
すことにより製造できる。また、前記熱処理を真空中で
行うと、その処理時間を大幅に短縮できる。
が１．２ｐｐｍ以下のステンレス鋼管で被覆されたこと
を特徴とするステンレス鋼管被覆光ファイバーにより解
決される。さらに、水素含有量が０．６ｐｐｍ以下のス
テンレス鋼管を用いると伝送損失の増大は全く生じなく
なる。こうしたステンレス鋼管被覆光ファイバーは、ス
テンレス鋼を光ファイバーに被覆する前に、ステンレス
鋼に１５０℃以上の温度で一定時間保持する熱処理を施
すことにより製造できる。また、前記熱処理を真空中で
行うと、その処理時間を大幅に短縮できる。
【００１０】
【作用】本発明者らが、ステンレス鋼管被覆光ファイバ
ーを光通信や温度センサーなどに用いたときに、どの程
度の伝送損失の増大が実用上問題となるかを調査したと
ころ、１５０℃で３ヵ月の高温促進試験後の波長λが
１．３μｍにおける伝送損失増分が０．０３ｄＢ／ｋｍ
以下であれば、実用上ほとんど問題のないことが明らか
となった。
ーを光通信や温度センサーなどに用いたときに、どの程
度の伝送損失の増大が実用上問題となるかを調査したと
ころ、１５０℃で３ヵ月の高温促進試験後の波長λが
１．３μｍにおける伝送損失増分が０．０３ｄＢ／ｋｍ
以下であれば、実用上ほとんど問題のないことが明らか
となった。
【００１１】また、ステンレス鋼管被覆光ファイバーの
伝送損失増大の原因を究明した結果、その原因がステン
レス鋼中に含まれる２〜３ｐｐｍの水素であるとの知見
を得た。この鋼中の微量水素が、使用環境温度が高い場
合などに石英ガラス中に侵入し、前記のごとく水素自身
が光を吸収したり、水素がＯＨ基に変化し、このＯＨ基
が光を吸収したりして、光強度の減衰すなわち伝送損失
の著しい増大を引き起こすと考えられる。そこで、一般
的なステンレス鋼であるＳＵＳ３０４を用い、ステンレ
ス鋼中の水素量と伝送損失増大の関係を前記高温促進試
験により調査した。図１に鋼中の水素量と波長λが１．
３μｍにおける伝送損失増分の関係を示す。水素含有量
を１．２ｐｐｍ以下にすれば、伝送損失増分を前記のよ
うに実用上問題とならない０．０３ｄＢ／ｋｍ以下にで
き、さらに水素含有量を０．６ｐｐｍ以下にすれば、伝
送損失増分を０ｄＢ／ｋｍにすることができることがわ
かる。なお、ＳＵＳ３０４以外のステンレス鋼、例えば
ＳＵＳ３１６においても、図１とほぼ同様な鋼中水素量
と伝送損失増分の関係が得られた。
伝送損失増大の原因を究明した結果、その原因がステン
レス鋼中に含まれる２〜３ｐｐｍの水素であるとの知見
を得た。この鋼中の微量水素が、使用環境温度が高い場
合などに石英ガラス中に侵入し、前記のごとく水素自身
が光を吸収したり、水素がＯＨ基に変化し、このＯＨ基
が光を吸収したりして、光強度の減衰すなわち伝送損失
の著しい増大を引き起こすと考えられる。そこで、一般
的なステンレス鋼であるＳＵＳ３０４を用い、ステンレ
ス鋼中の水素量と伝送損失増大の関係を前記高温促進試
験により調査した。図１に鋼中の水素量と波長λが１．
３μｍにおける伝送損失増分の関係を示す。水素含有量
を１．２ｐｐｍ以下にすれば、伝送損失増分を前記のよ
うに実用上問題とならない０．０３ｄＢ／ｋｍ以下にで
き、さらに水素含有量を０．６ｐｐｍ以下にすれば、伝
送損失増分を０ｄＢ／ｋｍにすることができることがわ
かる。なお、ＳＵＳ３０４以外のステンレス鋼、例えば
ＳＵＳ３１６においても、図１とほぼ同様な鋼中水素量
と伝送損失増分の関係が得られた。
【００１２】ステンレス鋼中の水素含有量を低減するに
は、溶鋼の段階で行う方法も考えられるが、光ファイバ
ーの被覆用として市販の板厚の薄いステンレス鋼を使用
するには、以下に述べる熱処理方法が有効であることを
見出した。
は、溶鋼の段階で行う方法も考えられるが、光ファイバ
ーの被覆用として市販の板厚の薄いステンレス鋼を使用
するには、以下に述べる熱処理方法が有効であることを
見出した。
【００１３】図２は、通常ステンレス鋼管被覆光ファイ
バー用に使用されている板厚が０．１〜０．２ｍｍのＳ
ＵＳ３０４鋼を用い、大気中および真空中で種々の温度
に加熱し、一定時間保持後の鋼中に残留している水素量
を示したものである。実用上の処理時間の上限である３
日以内では、大気中熱処理温度が１５０℃以上であれ
ば、水素量を１．２ｐｐｍ以下にすることが可能であ
り、温度を上げるにつれて水素量が１．２ｐｐｍ以下に
なる処理時間が短くなることがわかる。一方、１５０℃
未満の温度では、３日以内に水素量を１．２ｐｐｍ以下
にすることはできない。
バー用に使用されている板厚が０．１〜０．２ｍｍのＳ
ＵＳ３０４鋼を用い、大気中および真空中で種々の温度
に加熱し、一定時間保持後の鋼中に残留している水素量
を示したものである。実用上の処理時間の上限である３
日以内では、大気中熱処理温度が１５０℃以上であれ
ば、水素量を１．２ｐｐｍ以下にすることが可能であ
り、温度を上げるにつれて水素量が１．２ｐｐｍ以下に
なる処理時間が短くなることがわかる。一方、１５０℃
未満の温度では、３日以内に水素量を１．２ｐｐｍ以下
にすることはできない。
【００１４】真空中で熱処理すると、温度による鋼中に
残留する水素量の到達値は大気中の場合とほぼ同様であ
るが、その到達値になるまでの処理時間は、大気中の場
合に比べ大幅に減少する。
残留する水素量の到達値は大気中の場合とほぼ同様であ
るが、その到達値になるまでの処理時間は、大気中の場
合に比べ大幅に減少する。
【００１５】処理時間に関しては、前記のごとく処理温
度や処理雰囲気によって異なるので、適宜選択する必要
がある。
度や処理雰囲気によって異なるので、適宜選択する必要
がある。
【００１６】熱処理温度の上限は、特に規定しないが、
著しく高温にすればステンレス鋼自体の特性が変化した
り、熱処理時にステンレス鋼同士の焼き着きが生じるの
で、５００℃以下で行うことが望ましい。
著しく高温にすればステンレス鋼自体の特性が変化した
り、熱処理時にステンレス鋼同士の焼き着きが生じるの
で、５００℃以下で行うことが望ましい。
【００１７】なお、大気中で熱処理すると高温において
は着色するので、Ａｒ、Ｎ2 のような不活性ガス中で行
う方が望ましい。
は着色するので、Ａｒ、Ｎ2 のような不活性ガス中で行
う方が望ましい。
【００１８】
【実施例】板厚０．２ｍｍ、板幅５．４ｍｍのＳＵＳ３
０４およびＳＵＳ３１６のステンレス鋼板を、表１に示
した種々の温度と時間で大気中で熱処理後、市販の光フ
ァイバーにロールフォーミング法により被覆し、直径
１．２ｍｍのステンレス鋼管被覆光ファイバーを作成し
た。そして、ステンレス鋼中の熱処理後の水素含有量お
よび前記高温促進試験後の波長λが１．３μｍにおける
伝送損失増分を調査した。
０４およびＳＵＳ３１６のステンレス鋼板を、表１に示
した種々の温度と時間で大気中で熱処理後、市販の光フ
ァイバーにロールフォーミング法により被覆し、直径
１．２ｍｍのステンレス鋼管被覆光ファイバーを作成し
た。そして、ステンレス鋼中の熱処理後の水素含有量お
よび前記高温促進試験後の波長λが１．３μｍにおける
伝送損失増分を調査した。
【００１９】結果を表１に示す。本発明である方法によ
り本発明である水素含有量にした試料は、その伝送損失
増分がいずれも０．０３ｄＢ／ｋｍ以下であり、伝送特
性に優れていることがわかる。特に、２５０℃や３００
℃で２４時間の熱処理を行うと、残留水素量が０．６ｐ
ｐｍ以下となり、０ｄＢ／ｋｍの伝送損失増分が得られ
る。一方、本発明外である比較の試料では、０．０３ｄ
Ｂ／ｋｍを超える伝送損失増分が生じ、伝送特性に劣
る。
り本発明である水素含有量にした試料は、その伝送損失
増分がいずれも０．０３ｄＢ／ｋｍ以下であり、伝送特
性に優れていることがわかる。特に、２５０℃や３００
℃で２４時間の熱処理を行うと、残留水素量が０．６ｐ
ｐｍ以下となり、０ｄＢ／ｋｍの伝送損失増分が得られ
る。一方、本発明外である比較の試料では、０．０３ｄ
Ｂ／ｋｍを超える伝送損失増分が生じ、伝送特性に劣
る。
【００２０】
【表１】
【００２１】本発明は、ロールフォーミング法などによ
ってステンレス鋼を光ファイバーに巻いて製造するステ
ンレス鋼管被覆光ファイバーばかりでなく、ステンレス
鋼管を作製後、その中に光ファイバーを通して製造する
ステンレス鋼管被覆光ファイバーにも適用できる。この
場合の熱処理は、ステンレス鋼管の作製前すなわち板状
で行っても、作製後すなわち管状で行っても同様な効果
が得られる。
ってステンレス鋼を光ファイバーに巻いて製造するステ
ンレス鋼管被覆光ファイバーばかりでなく、ステンレス
鋼管を作製後、その中に光ファイバーを通して製造する
ステンレス鋼管被覆光ファイバーにも適用できる。この
場合の熱処理は、ステンレス鋼管の作製前すなわち板状
で行っても、作製後すなわち管状で行っても同様な効果
が得られる。
【００２２】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、伝送損失の増大がほとんど起きないステンレ
ス鋼管被覆光ファイバーおよびその製造方法を提供でき
る。したがって、本発明のステンレス鋼管被覆光ファイ
バーは情報通信、探査、センサー用ケーブルなどに利用
可能である。
いるので、伝送損失の増大がほとんど起きないステンレ
ス鋼管被覆光ファイバーおよびその製造方法を提供でき
る。したがって、本発明のステンレス鋼管被覆光ファイ
バーは情報通信、探査、センサー用ケーブルなどに利用
可能である。
【図１】ＳＵＳ３０４を用いたステンレス鋼管被覆光フ
ァイバーにおける、鋼中水素量と高温促進試験後の波長
λが１．３μｍにおける伝送損失増分の関係を示す図で
ある。
ァイバーにおける、鋼中水素量と高温促進試験後の波長
λが１．３μｍにおける伝送損失増分の関係を示す図で
ある。
【図２】板厚が０．１〜０．２ｍｍのＳＵＳ３０４鋼板
を用いたときの熱処理温度、時間と熱処理後の鋼中に残
留している水素量の関係を示す図である。
を用いたときの熱処理温度、時間と熱処理後の鋼中に残
留している水素量の関係を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 水素含有量が１．２ｐｐｍ以下のステン
レス鋼管で被覆されたことを特徴とするステンレス鋼管
被覆光ファイバー。 - 【請求項２】 水素含有量が０．６ｐｐｍ以下のステン
レス鋼管で被覆されたことを特徴とするステンレス鋼管
被覆光ファイバー。 - 【請求項３】 ステンレス鋼を光ファイバーに被覆する
前に、前記ステンレス鋼に１５０℃以上の温度で一定時
間保持する熱処理を施すことを特徴とする請求項１また
は２に記載のステンレス鋼管被覆光ファイバーの製造方
法。 - 【請求項４】 上記熱処理を真空中で行うことを特徴と
する請求項３に記載のステンレス鋼管被覆光ファイバー
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7144847A JPH08338932A (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | ステンレス鋼管被覆光ファイバーおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7144847A JPH08338932A (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | ステンレス鋼管被覆光ファイバーおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08338932A true JPH08338932A (ja) | 1996-12-24 |
Family
ID=15371811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7144847A Pending JPH08338932A (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | ステンレス鋼管被覆光ファイバーおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08338932A (ja) |
-
1995
- 1995-06-12 JP JP7144847A patent/JPH08338932A/ja active Pending
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