분기 장치(spitter)를 센서 네트워크에서 스테인리스 스틸 튜브 또는 금속 상자에 밀봉하는 이유는 무엇입니까?
광섬유 센서 네트워크(교량, 터널, 댐, 석유화학 파이프라인, 전력망 등)에서 광 분배기의 중요한 광 경로 분배 노드로서, 광 분로기(Optical Splitter)의 작동 환경은 종종 매우 가혹합니다. 온도와 습도가 제어되고 기계적 외부 힘이 없는 전통적인 통신실 환경과 달리, 산업 센서 현장에는 수많은 물리적 진동, 잡아당김, 화학적 부식 및 극심한 온도와 습도 변동이 존재합니다.
따라서 센서 네트워크의 장기적인 안정성과 신호 전송의 정확성을 보장하기 위해 광 분로기는 산업 등급 패키징(예: 스테인리스 스틸 심리스 강관 또는 중형 금속 박스 패키징)을 채택해야 합니다. 주요 물리적 및 공학적 이유는 다음과 같습니다.
1. 내부 결합 영역의 미세 응력 제거, 광학 지표 안정성 보장
평면 광도파로형(PLC) 또는 용융 연신형(FBT) 분로기 모두 내부 광 경로 분배 구조, 입력/출력 광섬유와 분로 칩(또는 연신 영역)의 결합 인터페이스가 극도로 작습니다.
- 강성 외부 케이스 보호가 없으면 외부의 미약한 압력, 인장력 또는 미세 진동이 결합 구조에 직접 작용합니다.
- 이는 분로기의 추가 삽입 손실( \text{IL} )을 크게 증가시킬 뿐만 아니라, 분배비(Coupling Ratio) 불균형 또는 편광 관련 손실(PDL) 저하를 유발할 수 있습니다.
- 산업 등급 스테인리스 스틸 튜브 또는 금속 박스 내부는 일반적으로 특정 저수축 경화 접착제(예: 특수 에폭시 수지)로 충전되어 분로 영역을 영응력, 무진동 보호 캐비티에 완전히 고정합니다.
2. 기계적 외부 힘 보호 및 쥐 물림 방지
센서 네트워크 광 케이블의 설치 및 후속 유지보수 과정에서 분로 노드는 충돌, 밟힘, 잡아당김 및 측면 압력을 자주 받게 됩니다. 스테인리스 스틸 튜브 또는 금속 박스는 매우 높은 강성과 인장 강도를 가집니다.
- 다양한 외부 물리적 압착을 효과적으로 저항하여 취약한 융착 지점과 노출된 광섬유를 보호하고 미세 굽힘 손실( \alpha_{\text{bending}} )을 방지합니다.
- 야외 또는 맨홀에서 스테인리스 스틸 튜브와 금속 외부 케이스는 설치류(예: 쥐)의 갉아먹음을 완전히 방지하여 광통신 중단을 막습니다.
3. 높은 수준의 환경 밀봉 및 화학적 내부식성
많은 산업 센서 현장(예: 지하, 화학, 염무, 습한 환경)에서 습기와 산/염기성 매질은 광학 장치의 큰 적입니다.
- 수증기가 광섬유 결합 영역으로 침투하면 광섬유에 수소 손실을 유발하거나 용융 연신 부분의 유리 노화를 가속화합니다.
- 산업 등급 스테인리스 스틸 패키징(일반적으로 304 또는 316L 스테인리스 스틸 사용)은 우수한 내부식성을 가지며, 전문적인 실링(또는 레이저 용접 실링)과 결합하여 높은 수준의 방수 및 방진(예: IP67, IP68)을 구현하여 외부 수증기, 염무 및 산/염기성 가스를 차단할 수 있습니다.
4. 넓은 온도 작동 시 열팽창 매칭
- 일반 플라스틱 또는 폴리염화비닐(PVC) 패키징은 주변 온도( T )가 격렬하게 변동하거나 고온에 노출될 때 열 노화, 균열이 쉽게 발생합니다. 열팽창 계수(CTE)와 내부 광섬유 및 유리 웨이퍼 간의 심각한 불일치는 열팽창 및 수축으로 인한 응력을 발생시켜 광 경로 저하를 유발합니다.
- 스테인리스 스틸 및 특수 합금 재료의 열팽창 계수는 경화 접착제 및 내부 유리 재료와 보다 최적화된 물리적 매칭 설계를 가능하게 하여, 장치가 넓은 온도 범위(예: -40\text{ }^{\circ}\text{C} \sim +85\text{ }^{\circ}\text{C} 또는 그 이상) 내에서 정상적으로 작동하고 광학 매개변수의 일관성을 유지하도록 보장합니다.
5. 장갑형 센서 광 케이블과의 원활한 접속
센서 네트워크는 종종 심리스 강관 광 케이블(예: 강관 장갑형 광섬유)을 사용합니다. 분로기 측의 스테인리스 스틸 튜브 패키징 또는 금속 박스 패키징은 분로기와 강관 광 케이블 간의 물리적 구조에 대한 강성 전환을 실현하여, 연결 지점이 장기간의 인장 또는 비틀림으로 인한 파손을 방지합니다.
OFSCN® 공식 산업 등급 광 분로기 제품
위에 언급된 산업 및 공학 응용 분야의 높은 신뢰성 요구 사항에 맞춰, Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.(OFSCN®)는 산업 센서 환경에 적합한 OFSCN® Optical Fiber Splitter 를 출시했습니다.
주요 매개변수 지표 및 특성:
- 다회로 사양: 일반적인 사양은 16x32 분로기, 8x16 분로기, 4x8 분로기, 32x64 분로기 등입니다.
- 주요 용도: 대규모 엔지니어링 프로젝트에서 OFSCN® 광섬유 격자(FBG) 복조기와 함께 사용되며, 하나의 물리 채널을 논리적으로 여러 개로 확장하여 단일 채널 장비 비용을 크게 절감합니다(채널 확장으로 인해 파장 계획은 엄격한 물리적 설계가 필요합니다).
- 내열성: 상온에서 사용하며, 필요에 따라 250°C까지 견딜 수 있는 고온 분로기 제품을 맞춤 제작할 수 있습니다.