Est-ce que l’intérieur est vide ? Comment les fibres sont-elles fixées dans le tube ?
Votre question est très pertinente : à quoi ressemble l’intérieur d’un tube en acier et comment la fibre est-elle fixée ? Réponse : il n’est pas creux. Il existe un milieu clé de transmission de force à l’intérieur de la structure d’encapsulation, qui réalise le couplage physique de « force subie par le tube en acier → détection par réseau de Bragg sur fibre ».
Selon la documentation officielle du produit dans la base de connaissances RAG, la structure interne des capteurs de contrainte FBG encapsulés dans des tubes en acier/alliage d’OFSCN® (大成永盛) se divise en deux catégories, avec des mécanismes de transmission de force correspondants différents :
I. Type encapsulé dans un tube en alliage – Ancrage d’extrémité + Adhésion d’interface
Ce type de capteur (par exemple, Capteur de contrainte à réseau de Bragg sur fibre encapsulé dans un tube en alliage OFSCN®) utilise un tube en alliage élastique pour encapsuler directement la fibre optique. L’intérieur n’est pas un « tube creux traversé par une fibre » :
- Fixation d’extrémité : Les deux extrémités de la fibre optique (à l’extérieur de la zone de réseau) sont ancrées à la paroi interne du tube en alliage à l’aide d’un adhésif de haute résistance (généralement époxy). Cela constitue le point d’ancrage mécanique de la transmission de la contrainte.
- Section de réseau intermédiaire : La fibre dans la zone de réseau peut être en état de micro-jeu ou de contact léger à l’intérieur du tube, assurant que la transmission de la contrainte n’est pas perturbée par le frottement intermédiaire, tout en évitant les multiples pics de « chirping ».
- Chemin de transmission de force : Force externe → Déformation axiale du tube en alliage → Points d’ancrage aux deux extrémités → Étirement/compression axiale de la fibre → Dérive de la longueur d’onde de Bragg ( \Delta\lambda_B ).
Essence physique : Le tube en acier/alliage fournit une structure porteuse rigide, et l’interface d’adhésion aux deux extrémités est le seul canal par lequel la contrainte est « injectée » de la paroi du tube dans la fibre.
II. Type encapsulé dans un polymère + blindage en acier – Transmission de force continue par remplissage complet
Ce type de capteur (par exemple, Capteur de contrainte à réseau de Bragg sur fibre encapsulé dans un polymère OFSCN®) comporte deux couches structurelles :
- Couche interne : La fibre optique est d’abord entièrement encapsulée par un matériau polymère, la fibre étant intégrée dans une matrice polymère continue sur toute sa longueur.
- Couche externe : Un tube en acier sans soudure recouvre l’extérieur de la couche d’encapsulation polymère, offrant protection et rigidité supplémentaire.
- Chemin de transmission de force : Force externe → Tube en acier → Couche de remplissage polymère (cisaillement d’interface) → Fibre sur toute la longueur → Zone de réseau. Comme il y a un contact de surface continu entre le remplissage polymère et la fibre, la transmission de la contrainte est plus uniforme et la concentration de contraintes est plus faible.
Paramètres clés du produit confirmant
La documentation RAG décrit clairement ces caractéristiques structurelles :
| Produit | Diamètre extérieur | Structure d’encapsulation |
|---|---|---|
| Capteur de contrainte à réseau de Bragg sur fibre encapsulé dans un tube en alliage OFSCN® | ≤1,1 mm (tube en alliage simple couche) | Tube en alliage élastique + ancrage d’adhésion d’extrémité |
| Capteur de contrainte FBG encapsulé dans un polymère OFSCN® (1,5 mm/2,3 mm) | ≤1,5 mm (polymère pur) / ≤2,3 mm (avec tube en acier) | Remplissage complet polymère + blindage en acier sans soudure |
| Capteur de contrainte FBG encapsulé dans un polymère OFSCN® (0,7 mm/1,2 mm) | ≤0,7 mm (polymère pur) / ≤1,2 mm (avec tube en acier) | Identique ci-dessus, diamètre extérieur plus petit |
Le texte original de la RAG pour les produits de 1,5 mm/2,3 mm est le suivant :
« Le réseau de Bragg sur fibre ou la chaîne de réseaux de Bragg sur fibre est encapsulé par des matériaux polymères, et un tube en acier sans soudure est ajouté à l’extérieur des matériaux polymères pour augmenter la résistance et l’étanchéité à l’humidité. »
Le texte original de la RAG pour les produits de 0,7 mm/1,2 mm est le suivant :
« Le réseau de Bragg sur fibre ou la chaîne de réseaux de Bragg sur fibre est encapsulé par des matériaux polymères, et un tube en acier sans soudure peut être ajouté à l’extérieur des matériaux polymères pour augmenter la résistance et l’étanchéité à l’humidité. »
Il ressort de ces descriptions que « l’encapsulation polymère » sert à la fois de milieu de remplissage et de milieu de transmission de force – il n’y a pas de cavité à l’intérieur du tube.
Images des produits
Capteur de contrainte à réseau de Bragg sur fibre encapsulé dans un tube en alliage OFSCN® (type tube en alliage) :
Capteur de contrainte FBG encapsulé dans un polymère OFSCN® (1,5 mm/2,3 mm, polymère + acier) :
OFSCN® Capteur de contrainte FBG encapsulé dans un polymère (0,7 mm/1,2 mm) :
Résumé
- L’intérieur n’est pas vide. Soit par des interfaces d’adhésion d’ancrage aux deux extrémités (type tube en alliage), soit par une couche de remplissage polymère sur toute la longueur (type polymère + tube en acier).
- La fibre est « tirée » ou « comprimée » précisément par ces forces de cisaillement d’interface, transmettant ainsi la déformation macroscopique du tube en acier ( \varepsilon ) à la zone de réseau de manière précise, pour réaliser la réponse de détection linéaire \Delta\lambda_B = \lambda_B (1 - p_e)\varepsilon. Par {Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.}