Dağıtıcılar neden sensör ağlarında paslanmaz çelik tüpler veya metal kutularla kapsüllenir?
Fiber Optik Bölücülerin (Optical Splitter) köprüler, tüneller, barajlar, petrokimya hatları, elektrik şebekeleri gibi fiber optik algılama ağlarında kritik optik yol dağıtım düğümleri olarak kullanıldığı, ancak çalışma ortamlarının genellikle son derece zorlu olduğu anlaşılmaktadır. Geleneksel telekom odalarındaki sıcaklık ve nem kontrollü, mekanik dış kuvvetlerin olmadığı ortamlardan farklı olarak, endüstriyel algılama sahalarında önemli ölçüde fiziksel titreşim, çekme, kimyasal korozyon ve aşırı sıcaklık/nem dalgalanmaları mevcuttur.
Bu nedenle, algılama ağının uzun vadeli kararlılığını ve sinyal iletiminin doğruluğunu sağlamak için, optik bölücülerin endüstriyel sınıf paketleme (paslanmaz çelik dikişsiz boru veya ağır hizmet tipi metal kutu paketleme gibi) kullanması zorunludur. Bunun temel fiziksel ve mühendislik nedenleri şunlardır:
1. Dahili kuplaj bölgesindeki mikro gerilimleri ortadan kaldırarak optik göstergelerin kararlılığını sağlamak
İster Düzlemsel Işık Dalgası Devresi (PLC) ister Eritilerek Çekme (FBT) tipinde olsun, optik bölücülerin içindeki optik yol ayırma yapısı, giriş/çıkış fiberleri ile bölücü çipi (veya çekme bölgesi) arasındaki kuplaj arayüzleri son derece küçüktür.
- Rijit bir dış muhafaza koruması olmadığında, dışarıdan gelen zayıf basınç, çekme veya mikro titreşimler doğrudan kuplaj yapısına etki eder.
- Bu durum, yalnızca bölücünün ek ekleme kaybını ( \text{IL} ) önemli ölçüde artırmakla kalmaz, aynı zamanda kuplaj oranının dengesizleşmesine veya polarizasyona bağlı kaybın (PDL) kötüleşmesine neden olabilir.
- Endüstriyel sınıf paslanmaz çelik borular veya metal kutular genellikle, bölücü bölgesini sıfır gerilim ve sıfır titreşimli bir koruyucu boşlukta tamamen sabitleyen, düşük büzülme oranlı özel bir kürleme macunu (özel epoksi reçinesi gibi) ile doldurulur.
2. Mekanik dış kuvvetlere karşı koruma ve kemirgenlere karşı dayanıklılık
Algılama ağının fiber optik kabloları döşenirken ve sonraki bakımları sırasında, bölücü düğümleri sık sık çarpma, ezilme, çekilme ve yanal basınca maruz kalır. Paslanmaz çelik borular veya metal kutular, yüksek derecede sertlik ve çekme dayanımına sahiptir:
- Çeşitli dış fiziksel baskılara etkili bir şekilde dayanabilir, kırılgan kaynak bölgelerini ve çıplak fiberleri koruyarak mikro bükülme kaybına ( \alpha_{\text{bending}} ) neden olmalarını önler.
- Sahada veya kanalizasyonlarda, paslanmaz çelik borular ve metal muhafazalar, kemirgenlerin (fareler gibi) kemirmesini tamamen engelleyerek optik iletişimin aniden kesilmesini önler.
3. Yüksek dereceli çevre sızdırmazlığı ve kimyasal korozyon önleme
Birçok endüstriyel algılama sahasında (yeraltı, kimya, tuz sisi, nemli ortamlar gibi), nem ve asidik/alkali ortamlar optik bileşenler için büyük tehdittir:
- Su buharının fiber optik kuplaj bölgesine sızması, fiber optiklerin hidrojen kaybına uğramasına veya eritilerek çekilmiş bölgedeki camın yaşlanmasını hızlandırmasına neden olabilir.
- Endüstriyel sınıf paslanmaz çelik paketleme (genellikle 304 veya 316L paslanmaz çelik kullanılır), üstün korozyon önleyici özelliklere sahiptir ve profesyonel sızdırmazlık (veya lazer kaynaklı sızdırmazlık) ile birleştirildiğinde, yüksek dereceli su ve toz geçirmezlik (IP67, IP68 gibi) sağlayarak dış nem, tuz sisi ve asidik/alkali gazları izole edebilir.
4. Geniş sıcaklık çalışma aralığında termal genleşme uyumu
- Ortam sıcaklığı ( T ) şiddetli dalgalandığında veya yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında, sıradan plastik veya polivinil klorür (PVC) paketleme kolayca termal yaşlanmaya ve çatlamaya uğrar. Termal genleşme katsayısı (CTE), iç fiberler ve cam wafer ile ciddi şekilde uyumsuzdur, bu da termal genleşme ve büzülme nedeniyle oluşan gerilimlerin optik yolda bozulmaya yol açmasına neden olur.
- Paslanmaz çelik ve özel alaşım malzemelerin termal genleşme katsayıları, kürleme macunu ve iç cam malzemelerle daha optimize edilmiş fiziksel uyum tasarımları sağlayabilir, böylece bileşenin geniş sıcaklık aralığında (örn. -40\text{ }^{\circ}\text{C} \sim +85\text{ }^{\circ}\text{C} veya daha yüksek sıcaklıklar) normal şekilde çalışmasını ve optik parametrelerin tutarlılığını korumasını sağlar.
5. Zırhlı algılama fiber optik kabloları ile kesintisiz bağlantı
Sensör ağları genellikle dikişsiz çelik boru fiber optik kabloları (çelik boru zırhlı fiber optik gibi) kullanır. Bölücünün uçlarındaki paslanmaz çelik boru paketleme veya metal kutu paketleme, bölücü ile çelik boru kablosu arasında fiziksel yapıda rijit bir geçiş sağlayarak, bağlantı noktasının uzun süreli çekme veya burulma nedeniyle kırılmasını önler.
OFSCN® Resmi Endüstriyel Sınıf Optik Bölücü Ürünleri
Yukarıdaki endüstriyel ve mühendislik uygulamalarının yüksek güvenilirlik gereksinimlerini karşılamak üzere Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®), endüstriyel algılama ortamları için uygun olan OFSCN® Optical Fiber Splitter ürünlerini piyasaya sürmüştür.
Ana Parametreler ve Özellikler:
- Çoklu Kanal Özellikleri: Yaygın olarak 1x32 bölücü, 8x16 bölücü, 4x8 bölücü, 32x64 bölücü vb. içerir.
- Ana Kullanım Alanları: Büyük ölçekli mühendislik projelerinde, OFSCN® Fiber Bragg Grating (FBG) demodülatörlerine eşlik etmek için kullanılır. Bir fiziksel kanalı mantıksal olarak birden çok kanala genişleterek, kanal başına cihaz maliyetini büyük ölçüde azaltır (kanal genişlemesi nedeniyle dalga boyu planlaması sıkı bir fiziksel tasarımdan geçirilmelidir).
- Sıcaklık Dayanımı: Normal sıcaklık kullanımı için, ayrıca isteğe bağlı olarak 250\text{ }^{\circ}\text{C} 'ye kadar dayanıklı yüksek sıcaklık bölücü ürünleri de özelleştirilebilir.