Почему хвост датчика также имеет металлическую оболочку?
В инженерных приложениях волоконно-оптических систем (таких как волоконно-оптические решетки, распределенные волоконно-оптические датчики и т. д.) усиление «хвоста» датчика (т. е. выводного кабеля, пигтейла или патч-корда) слоем гибкого металлического шланга или бронированной трубы из нержавеющей стали является ключевым конструктивным решением для обеспечения долгосрочной стабильной работы всей сенсорной системы. Физические и инженерные причины этого решения заключаются в следующем:
1. Защита хрупкого кварцевого волокна
Основным носителем сигнала в волоконно-оптических датчиках является кварцевое волокно. Диаметр голого волокна стандартного одномодового волокна обычно составляет всего 125\ \mu\text{m} (диаметр с покрытием — 250\ \mu\text{m} или 900\ \mu\text{m}). Этот кварцевый материал чрезвычайно хрупок и легко подвержен образованию микротрещин, приводящих к разрыву, при воздействии даже небольших касательных сдвиговых усилий, локального сжатия или растяжения. Гибкий металлический шланг / бронированный слой из нержавеющей стали обеспечивает прочный физический барьер для защиты хрупкого волокна.
2. Превосходная устойчивость к боковому давлению и ударам
В сложных условиях эксплуатации (например, на мостах, в туннелях, котлованах, на подстанциях или в цехах тяжелой промышленности) выводные оптические кабели могут подвергаться наступанию тяжелыми предметами, ударам инструментами, механическому сдавливанию или зажиму. Стандартные патч-корды с пластиковой оболочкой совершенно не выдерживают такого бокового давления. При использовании бронированного слоя из нержавеющей стали или бесшовной стальной трубы боковое давление воспринимается металлической конструкцией. Например, бронированные патч-корды соответствующего типа от Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) имеют прочность на сжатие \gt 150\ \text{MPa} или даже \gt 200\ \text{MPa}, обеспечивая целостность внутреннего волокна.
3. Обеспечение высокой прочности на растяжение
Во время установки, прокладки или последующего обслуживания датчиков монтажники могут тянуть или дергать выводные оптические кабели. Собственное удлинение при разрыве волокна очень мало (обычно менее 1\ %) и оно не может выдерживать значительную тяговую нагрузку. Конструкция гибкого металлического шланга с внутренним плетением из стальных проволок позволяет полностью переносить растягивающую нагрузку на металлическую основу, увеличивая общую прочность на растяжение до \gt 1200\ \text{N} и предотвращая разрыв волокна из-за растяжения.
4. Ограничение минимального радиуса изгиба
При чрезмерном изгибе волокна возникают не только серьезные потери на макроизгиб (приводящие к утечке и ослаблению оптического сигнала в месте изгиба), но и риск разрыва из-за концентрации растягивающих напряжений. Рекомендуемый радиус изгиба для стандартных одномодовых волокон обычно составляет не менее 15\ \text{mm} до 30\ \text{mm}. Гибкий металлический шланг из нержавеющей стали имеет механический предел изгиба, при котором сегменты металлического замка зацепляются друг за друга, физически ограничивая максимальный угол изгиба патч-корда и эффективно предотвращая случайное «заламывание» волокна на месте.
5. Защита от грызунов и острых предметов
При развертывании датчиков на открытой местности, в кабельных каналах или промышленных трубопроводах грызуны являются одной из наиболее распространенных причин неисправностей. Кроме того, острые обломки горных пород, металлические кромки или трение от монтажных ножей могут легко повредить пластиковую оболочку. Гибкий металлический шланг является наиболее эффективным защитным барьером от грызунов, насекомых, а также от порезов и истирания острыми предметами.
Бронированные патч-корды промышленного класса Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®)
Для обеспечения промышленной механической защиты выводных концов и линий передачи различных волоконно-оптических датчиков, Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) разработала ряд патч-кордов с полностью металлической конструкцией и высокопрочной броней из нержавеющей стали:
1. OFSCN® 2.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
Этот продукт состоит из оптических коннекторов, конструкции из оцинкованной стальной проволоки диаметром 0.6\ \text{mm}, бесшовной стальной трубы из нержавеющей стали диаметром 1.0\ \text{mm} и оптического волокна. Полностью металлическая защитная конструкция обеспечивает чрезвычайно высокую прочность.
2. OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
Этот продукт состоит из оптических коннекторов, оболочки из полиэтилена, конструкции из нержавеющей проволоки диаметром 0.45\ \text{mm}, бесшовной стальной трубы из нержавеющей стали диаметром 0.9\ \text{mm} и оптического волокна. Прочность на растяжение составляет \gt 1200\ \text{N}, прочность на сжатие — \gt 200\ \text{MPa}. Он способен выдерживать чрезвычайно суровые условия сжатия и растяжения, а рабочий диапазон температур составляет от -40^\circ\text{C} до 75^\circ\text{C}.
3. OFSCN® 2.0mm Micro Steel Armored Fiber Optic Patch Cord
Состоит из оптических коннекторов, оболочки из ПВХ, бесшовной стальной трубы из нержавеющей стали диаметром 0.6\ \text{mm} и оптического волокна. При сохранении малого внешнего диаметра (2.0\ \text{mm}) он обеспечивает превосходную защиту от сжатия благодаря бесшовной стальной трубе.
