Сломаются ли перемычки на полу выставки или в лаборатории, если на них будут наступать?
На выставках, в лабораториях или цехах, где много людей, обычные оптоволоконные патч-корды, подверженные частым наступаниям или давлению тяжелых предметов, очень легко повреждаются. Специальные бронированные оптоволоконные патч-корды с конструкцией «защита от наступания» или «высокое сопротивление давлению» (Anti-crush design) могут эффективно предотвратить такой физический ущерб.
Ниже приводится подробный технический анализ с точки зрения физических механизмов, структурных дефектов и принципов конструкции защиты от наступания.
I. Физический механизм: почему обычные патч-корды ломаются при наступании?
Типичная структура обычного оптоволоконного патч-корда (например, OFSCN® Standard Fiber Patch Cord) состоит из: оптоволокна, арамидного (кевларового) усиливающего сердечника и внешней оболочки из ПВХ. Его физические дефекты заключаются в следующем:
- Чрезвычайно низкая радиальная устойчивость к давлению: Арамидные волокна обладают чрезвычайно высокой осевой прочностью на растяжение (против растяжения), но при радиальном давлении, перпендикулярном оси волокна (т.е. силе наступания), они практически не обеспечивают жесткой поддержки. Внешняя оболочка из ПВХ имеет мягкий материал и мгновенно сильно деформируется под действием внешнего давления.
- Потери на микроизгибы и физическое разрушение: Диаметр внешней оболочки кварцевого стекла стандартного одномодового оптоволокна составляет всего 125\ \mu\text{m} , а диаметр сердцевины — всего 9\ \mu\text{m} . При наступании ноги (особенно в обуви на твердой подошве, на высоких каблуках, или при проезде колес оборудования или офисного кресла) локальное концентрированное радиальное давление передается непосредственно на внутреннее оптоволокно, вызывая небольшие изгибы оптоволокна (потери на микроизгибы), что приводит к серьезному затуханию оптического сигнала. Если напряжение от наступания превышает предел текучести стекла из диоксида кремния, сердцевина оптоволокна претерпит катастрофическое физическое разрушение (обрыв волокна), что приведет к полному прерыванию связи.
II. Технический принцип конструкции защиты от наступания: экранирование напряжения
Основной физический принцип конструкции «защиты от наступания» — экранирование и перенаправление напряжения. Он использует введение высокожесткого металлического защитного слоя для поглощения и рассеивания вертикального давления, приложенного к поверхности патч-корда, за счет сопротивления деформации самого металлического защитного слоя, чтобы оно не воздействовало непосредственно на хрупкое оптоволокно внутри.
Для обеспечения реальной защиты от наступания обычно используются следующие виды конструкций из нержавеющей стали:
- Бесшовная трубка из нержавеющей стали (Seamless Stainless Steel Tube):
Оптоволокно защищается путем заключения его в высокоточную бесшовную микротрубку из нержавеющей стали. Стальная трубка обладает чрезвычайно высоким модулем упругости при сжатии. При наступании ноги или давлении оборудования круглая структура трубки выдерживает огромное внешнее усилие, благодаря чему оптоволокно внутри трубки находится в состоянии без напряжения (Stress-free) или с чрезвычайно низким напряжением. - Структура из стального троса (Steel Wire Rope / Braided structure):
Снаружи бесшовной трубки из нержавеющей стали оплетаются несколько прядей нержавеющей или оцинкованной стали. Эта конструкция не только дополнительно повышает устойчивость к давлению (защита от наступания), но и значительно увеличивает прочность патч-корда на растяжение и разрыв, позволяя ему выдерживать экстремальные условия таскания и наступания.
III. Спецификации патч-кордов OFSCN® с защитой от наступания/высоким сопротивлением давлению
Для высокорискованных сред с возможностью наступания, таких как лаборатории и выставочные залы, Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) предлагает несколько профессиональных бронированных патч-кордов с характеристиками высокого сопротивления давлению и защиты от наступания:
1. OFSCN® 2.0mm Micro Steel Armored Fiber Optic Patch Cord
- Конструкция：состоит из оптоволоконного разъема, ПВХ оболочки, бесшовной трубки из нержавеющей стали диаметром 0.6\text{mm} и оптоволокна.
- Прочность на сжатие： ">240\text{ MPa}
- Прочность на растяжение： ">150\text{ N}
- Характеристики：специально разработана для сред с высоким механическим риском, микротрубка из нержавеющей стали полностью экранирует внешнее давление от наступания.
2. OFSCN® 3.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
- Конструкция：состоит из оптоволоконного разъема, полиэтиленовой оболочки, структуры из сплетенной нержавеющей стали диаметром 0.45\text{mm} , бесшовной трубки из нержавеющей стали диаметром 0.9\text{mm} и оптоволокна.
- Прочность на сжатие： ">200\text{ MPa}
- Прочность на растяжение： ">1200\text{ N}
- Характеристики：двойная металлическая защита (бесшовная трубка + сплетенный стальной трос) обеспечивает чрезвычайно высокую прочность на растяжение и сжатие, полностью устраняя беспокойство по поводу частых наступаний и сильного давления.
3. OFSCN® 2.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
- Конструкция：полностью металлическая конструкция, состоящая из оптоволоконного разъема, структуры из оцинкованной стальной проволоки диаметром 0.6\text{mm} , бесшовной трубки из нержавеющей стали диаметром 1.0\text{mm} и оптоволокна.
- Прочность на сжатие： ">150\text{ MPa}
- Прочность на растяжение： ">1500\text{ N}
- Характеристики：отсутствие внешней пластиковой оболочки, полностью открытая металлическая защита обеспечивает максимальный механический барьер.
Заключение
В зонах с неконтролируемым доступом или высокой проходимостью, таких как выставочные стенды или напольные кабельные системы, обычные патч-корды с ПВХ-конструкцией очень подвержены ослаблению сигнала или обрыву волокна из-за наступания. Для обеспечения стабильности передачи сигнала и срока службы линии рекомендуется использовать бронированные оптоволоконные патч-корды, оснащенные бесшовными трубками из нержавеющей стали или оплеткой из проволоки из нержавеющей стали, для физического экранирования внешнего радиального напряжения.