설치 중 장력 하에서의 굽힘 반경은 정적 굽힘 반경과 어떻게 다릅니까?
광섬유의 굽힘 반경은 중요한 매개변수이며, 정적 조건과 인장 조건에서의 거동이 상당히 다릅니다.
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정적 굽힘 반경 (설치 중): 이것은 상당한 광 손실이나 물리적 손상을 유발하지 않고 광섬유를 구부릴 수 있는 최소 반경을 의미하며, 이때 섬유에 상당한 외부 인장 하중이 가해지지 않습니다. 이는 주로 섬유의 재료 특성, 코어/클래딩 직경 및 코팅에 의해 결정됩니다. 이 한계를 초과하면 매크로 굽힘 손실이 증가하고 누적된 응력으로 인해 장기적인 신뢰성 문제가 발생할 수 있습니다.
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인장 하에서의 굽힘 반경: 광섬유에 인장 응력이 가해지면 기계적 특성이 변경됩니다. 인장 상태에서 섬유를 구부리면 섬유 구조에 추가적이고 종종 집중된 변형이 발생합니다. 이 결합된 응력 상태(인장 + 굽힘)는 섬유의 굽힘 허용치를 상당히 감소시킵니다. 결과적으로, 미세 균열, 치명적인 파손 또는 광 감쇠 증가를 방지하기 위해 인장 하의 섬유에 대한 최소 허용 굽힘 반경은 정적 굽힘 반경보다 더 커야 합니다(이는 덜 심각한 굽힘을 의미합니다). 기존의 인장 변형은 섬유를 굽힘으로 인한 추가 변형에 더 취약하게 만듭니다.
OFSCN® 광섬유 브래그 격자(FBG)의 경우, 적절한 굽힘 반경을 유지하는 것이 굽힘으로 인한 응력으로 인해 FBG의 스펙트럼 무결성(중심 파장, 반사율, 대역폭)과 측정 정확도가 손상되지 않도록 보장하는 데 중요합니다. 이는 특히 베어(bare) FBG의 경우나 동적 하중 또는 사전 장력을 포함하는 애플리케이션에 센서가 설치될 때 중요합니다.
FBG 센서의 예는 다음과 같습니다:
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