강철 튜브와 광섬유 간의 CTE 차이가 너무 크면 가열 시 어떻게 됩니까?
강철 튜브와 광섬유 간의 열팽창 계수(CTE) 차이가 가열 중에 너무 크면, 주로 광섬유 센서 또는 케이블의 성능과 수명에 영향을 미치는 몇 가지 심각한 문제가 발생할 수 있습니다:
-
광섬유의 변형: 온도가 상승함에 따라 강철 튜브와 광섬유는 다른 속도로 팽창합니다. 강철 튜브의 CTE가 광섬유보다 훨씬 높으면 더 많이 팽창하여 광섬유에 인장 변형을 줍니다. 반대로, 광섬유의 CTE가 더 높은 경우(이 특정 재료 조합에서는 덜 일반적임) 압축될 수 있습니다. 과도한 변형은 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다:
- 광섬유 손상/파손: 탄성 한계를 넘어서면, 특히 반복적인 열 순환에 노출되는 경우 광섬유가 미세 손상을 입거나 심지어 거시적인 파손을 겪을 수 있습니다.
- 신호 손실: 광섬유의 변형은 마이크로 벤드 또는 매크로 벤드를 유발하여 광 감쇠 및 신호 손실을 증가시킬 수 있습니다.
- 측정 오류(센서의 경우): 광 브래그 격자(FBG) 센서에서 변형은 브래그 파장에 직접적인 영향을 미칩니다. CTE 불일치로 인해 발생하는 제어되지 않고 일관성 없는 변형은 온도 또는 변형 측정에 상당한 오류를 발생시켜 센서를 신뢰할 수 없게 만듭니다.
-
인캡슐레이션 박리/고장: 차등 팽창은 광섬유와 튜브 내부 표면 사이의 계면에 스트레스를 줄 수 있습니다. 이는 내부 코팅 또는 접착 재료의 박리를 유발하거나, 힘이 충분히 크고 튜브 재료가 연성이 없는 경우 튜브 자체의 물리적 손상을 초래할 수 있습니다.
-
히스테리시스 및 드리프트: 마찰 및 소성 변형으로 인해 CTE 불일치로 유발된 변형은 냉각 시 완전히 복원되지 않아 센서 판독값의 히스테리시스와 보정의 장기적인 드리프트를 유발할 수 있습니다.
이러한 문제를 완화하기 위해 OFSCN은 고온 환경에서 CTE 불일치의 영향을 최소화하도록 설계된 특수 패키징 기술과 재료(예: 금속 합금 튜브로 인캡슐화된 당사의 센서)를 사용합니다.
까다로운 온도 조건에서 강력한 성능이 요구되는 애플리케이션의 경우 다음 제품이 관련성이 있을 수 있습니다:
OFSCN® 합금 튜브 패키지 광 브래그 격자 변형 센서
넓은 온도 범위에서 안정적인 작동을 보장하는 재료와 구조로 설계되었습니다.
제품 이미지:
