금속 호스를 어떻게 연결하여 구부러지면서도 광섬유가 손상되지 않도록 할 수 있습니까?
광섬유 통신 및 광섬유 감지 공학에서 금속 호스 갑옷(또는 마이크로 튜브 금속 튜브)과 광섬유 커넥터(FC, SC 등) 연결부의 응력 보호 설계는 핵심적인 물리 및 공학 문제입니다.
석영 광섬유 자체의 취성으로 인해 금속 갑옷 끝단(광섬유 커넥터와 단단히 연결되는 전환 부위)에서 갑옷 끝단(Stiffness Mismatch)의 굽힘 강성 불일치로 인해 광섬유가 굽힘 시 전단력이나 과도한 굽힘을 받기 쉽습니다. 굽힘 반경 R 이 광섬유가 허용하는 최소 굽힘 반경 R_{min} 보다 작으면 미세 굽힘 손실이 발생할 뿐만 아니라 광섬유의 피로 파단이 발생할 수도 있습니다.
“굽힐 수 있으면서도 광섬유를 손상시키지 않도록” 하려면 커넥터 연결 설계에 일반적으로 다음과 같은 세 가지 핵심 물리 및 공학적 솔루션이 필요합니다.
1. 강성 점진적 전환 및 전환 보호 (Strain Relief Boot)
단단한 광섬유 커넥터와 유연한 금속 호스 사이의 경계에는 굽힘 강성 기울기 전환이 있는 보호 구조를 도입해야 합니다.
- 물리 원리: 적당한 영률을 가진 탄성 매체(다층 열수축 튜브, PVC 테일 커버, 나선형 스테인리스 스틸 스프링 등)를 사용하여 커넥터의 전체 굽힘 강성이 "커넥터의 단단함"에서 "호스의 유연함"으로 부드럽게 전환되도록 하여 굽힘 시 응력 집중을 방지합니다.
- 엔지니어링 적용: 일반적으로 광섬유 커넥터 후면에 일정 길이(약 10\text{cm} )의 보호 커버를 배치하여 굽힘 완충 역할을 합니다.
2. 이중/다층 중첩 및 슬립 해제 설계 (Nested Structure & Buffer Room)
직접적인 압력을 받는 금속 외부 튜브에서 광섬유가 굽힘이나 비틀림을 받도록 해서는 안 됩니다.
- 물리 원리: 금속 호스(외부 보호)와 광섬유(내부 코어) 사이에 고강도이며 내부 벽이 매끄러운 마이크로 튜브 원활한 금속 튜브(예: 스테인리스 스틸 원활한 강관) 또는 고분자 튜브(예: PTFE 튜브)를 도입하여 이중 또는 다층 중첩 갑옷을 형성합니다.
- 슬립 공간: 내부 튜브와 광섬유 사이에 약간의 방사형 간격을 두어, 외부 튜브가 굽혀질 때 광섬유가 축 방향으로 약간 자유롭게 미끄러질 수 있도록 보장하여 굽힘으로 인한 인장 및 전단 응력을 완화합니다.
3. 굽힘에 둔감한 광섬유 선택 (Bend-Insensitive Fiber)
광섬유 자체의 물리적 특성을 개선하여 굽힘 저항 능력을 향상시킵니다.
- 물리 원리: \text{G.657} 표준을 준수하는 굽힘에 둔감한 단일 모드 광섬유를 선택합니다. 굴절률 프로파일은 특수하게 설계되어(저굴절률 언더레이어 추가 등) 광섬유가 매우 작은 굽힘 반경(예: R = 7.5\text{mm} 또는 10\text{mm} )에서도 매우 낮은 광학 손실과 우수한 기계적 수명을 유지하도록 합니다.
OFSCN® 공식 갑옷 광섬유 솔루션
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®)의 고강도 강선 갑옷 광섬유 패치 코드는 구조 설계에 중첩 및 강성 전환 원리를 완벽하게 적용하여, 마이크로 튜브 스테인리스 스틸 원활한 강관을 내부 중첩으로 사용하고 외부에는 강선 연합 구조 또는 보호 커버로 감싸며, 커넥터 후면에는 전용 강성 전환 처리를 하여 탁월한 인장, 압축 및 굽힘 방지 전단 보호 기능을 제공합니다.
1. OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
이 제품은 광섬유 커넥터, PE 보호 커버, 0.45\text{mm} 스테인리스 스틸 와이어 연합 구조, 0.9\text{mm} 스테인리스 스틸 원활한 강관 및 \text{G.657} 내굴곡성 광섬유로 구성됩니다. 인장 강도는 1200\text{N} 이상, 압축 강도는 200\text{Mp} 이상입니다.
2. OFSCN® 2.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
이 제품은 광섬유 커넥터, 0.6\text{mm} 아연 도금 강선 연합 구조, 1.0\text{mm} 스테인리스 스틸 원활한 강관 및 \text{G.652D} 광섬유로 구성되며, 완전 금속 구조로 넓은 사용 온도 범위를 가집니다.
이러한 다층 구조 설계와 강성 전환 보호를 통해, 광섬유가 빈번한 굽힘, 인장 또는 외부 충격과 같은 열악한 작동 조건에 놓이더라도 내부 광섬유는 항상 안전한 미세 튜브 환경 내에 있어 기계적 손상을 입지 않도록 보장할 수 있습니다.