火災や爆発の原因になりますか？ それ自体は燃えますか？
純酸素（富酸素）環境下において、光ファイバーセンシングおよび光ファイバー通信技術は極めて高い**本質的安全度（Intrinsic Safety）**を備えています。光ファイバーは純酸素環境下で火災や爆発を誘発することなく、そのガラス本体は物理的および化学的性質上、全く燃焼しません。
一、火災や爆発を引き起こす可能性は？（防爆と無電力本質安全）
結論：通常の光ファイバーセンシングシステムは火災や爆発を引き起こしません。
- 電力伝送不要、火花の排除：
- 従来の電気センサーは、動作時に導線を通じて電流を伝送します。富酸素環境下で短絡、断線、静電気放電、または接触不良が発生した場合、火花やアークが発生しやすく、激しい爆発を引き起こす可能性があります。
- 光ファイバー内部では、電気信号ではなく**光信号（光子）**が伝送されます。光ファイバー自体は絶縁体であり、電流や静電気の蓄積がなく、火花を発生させないため、電気的な着火源を根本的に排除します。
- 超低光パワー注入：
- 光ファイバーグレーティング（FBG）センシング、分布型温度/ひずみ監視（DTS/OFDR）において、デモジュレーターが光ファイバーに注入する光パワーは通常ミリワット（ \text{mW} ）またはマイクロワット（ \mu\text{W} ）レベルです。万が一、光ファイバーが断線したり、光が漏洩したりしても、伝送されるエネルギーは極めて低いため、周囲の物質を発火点まで加熱する熱量を発生させるには全く不十分です。
二、光ファイバー自体は燃焼するのか？（材料の物理・化学的特性）
光ファイバーは内部から外部にかけて異なる材料で構成されており、その耐火性および燃焼特性は以下の通りです。
- コアとクラッド（二酸化ケイ素 \text{SiO}_2 ）—— 絶対に燃えない：
- 光ファイバーのコアとなる光学構造は、高純度の石英ガラス（ \text{SiO}_2 ）です。
- 二酸化ケイ素は、最高酸化状態にある無機非金属酸化物であり、化学的に極めて安定しています。100% 純酸素環境下では、それ以上の酸化は起こらず、それ自体は全く燃焼せず、燃焼を助けることもありません。融点は 1600^\circ\text{C} 以上です。
- 光ファイバー被覆層（ポリマー材料）—— 選定による：
- 一般的なポリマー被覆（ポリプロピルアクリレート、ポリイミドなど）：有機高分子材料に属します。ポリイミドなどの材料は非常に高い耐熱性と難燃性を備えていますが、富酸素環境下で外部からの極端な直火や高温にさらされた場合、有機物はゆっくりと熱酸化劣化する可能性があります。
- 金属被覆光ファイバー（金メッキ光ファイバーなど）：外層は純金属メッキ（金、銅など）で、有機高分子ポリマーを一切含みません。純酸素および極端な高温環境下でも燃焼しません。
三、純酸素／富酸素環境下でのエンジニアリングソリューション
純酸素または極端な工業用富酸素環境下での絶対的な物理的隔離と安全保護を確保するため、一般的にシームレス鋼管封止光ファイバーセンサーまたは無機金属被覆光ファイバーが推奨されます。
1. シームレス鋼管封止ファイバーグレーティングセンサー
304または316Lステンレス鋼のシームレス鋼管で緊密に封止されており、外殻は完全に金属化されて隔離されています。これにより、外部の酸素が内部の有機媒体に接触するのを防ぎ、耐高圧性、耐食性、難燃性を備えています。
2. 無機金属被覆光ファイバー（金メッキ光ファイバー）
高分子有機物被覆を一切許容できない特殊な富酸素／高温測定用途には、外層が金メッキされた特殊光ファイバーを選択できます。耐熱温度は -270^\circ\text{C} から 700^\circ\text{C} まで対応し、完全無機不燃特性を実現します。
3. シームレス鋼管アーマード光ケーブル
ステンレス鋼（ 316\text{L} または 304 ）のシームレス鋼管で構造保護されており、長距離通信または分布型光ファイバーセンシング（DTS/OFDR）用の防爆本質安全ケーブルとして使用できます。
