Neden fiber optikler yağlı bir tüpe konulur? Bu, fiberlerin gerilmesini önler mi?
OFSCN®
Iç çapı dış çapından çok daha büyük olan bir tüpün (boru) içine yerleştirilmiş ve yapışkan bir macunla doldurulmuş bir fiberin yapısı, fiber optik iletişim ve fiber optik algılama mühendisliğinde “Gevşek Tüp Yapısı” (Loose-Tube Structure) olarak adlandırılır.
Bu tasarım, fiberi sabitlemek için değil, tam tersine, temel fiziksel ve mühendislik amacı fiber ile dış tüp arasındaki mekanik ayrımı (Mechanical Decoupling) sağlamak ve uzun süreli kimyasal ve fiziksel koruma sunmaktır.
Bu tasarımın temel fiziksel ve mekanik ilkeleri şunlardır:
I. Mekanik Ayrım: Fiberin Yüklenmesini Nasıl Önlenir?
Gevşek tüp yapısında, tüpün iç çapı D, fiberin dış çapından d çok daha büyüktür (örneğin, fiberin dış çapı yalnızca 125\ \mu\text{m} ila 250\ \mu\text{m} iken, koruyucu tüpün iç çapı genellikle 1.0\ \text{mm} ila 2.0\ \text{mm}'nin üzerindedir).
- “Fazla Fiber Uzunluğu” (Excess Fiber Length, EFL) Kullanımı
Gevşek tüp optik kabloların üretiminde, fiberin uzunluğu kasıtlı olarak korunur, böylece koruyucu tüpten biraz daha uzun olur (yani, fazlalık uzunluğu vardır, genellikle %0.1 ila %1.0 arasında). Bu, fiberin tüp boşluğunda gergin bir düz çizgi olmadığı, ancak hafif bir spiral veya dalga şeklinde büküldüğü anlamına gelir. - Çekme Gerinimini Serbest Bırakma
Optik kablo gerildiğinde (örneğin dış gerilim, döşeme sırasındaki çekme veya termal genleşme/büzülme), dış koruyucu tüp uzar. Tüp içindeki geniş alan nedeniyle, fiber tüp boşluğunda serbestçe kayabilir ve spiral durumdan “düzleşerek” fazla uzunluğu serbest bırakır. Tüpün uzama miktarı tasarlanan fazlalık uzunluğu dahilinde olduğu sürece, fiberin kendisi herhangi bir çekme gerilimine maruz kalmaz ve eksenel kuvveti her zaman 0 olarak kalır. - Termal Genleşme Katsayısındaki Farklılıkların Giderilmesi
Farklı malzemelerin (örneğin silika cam ve dış katman paslanmaz çelik, plastik) doğrusal termal genleşme katsayıları büyük ölçüde farklıdır. Ortam sıcaklığı şiddetle değiştiğinde, dış koruyucu tüp önemli ölçüde büzülür veya genleşir. Gevşek tüp yapısı, fiberin geniş tüp boşluğunda spiral bükülme derecesini artırarak veya azaltarak tüp uzunluğundaki değişikliklere otomatik olarak uyum sağlamasına izin verir, bu da fiberin kopmasını veya mikrobending kaybına neden olacak şekilde sıkıştırılmasını önler.
II. Doldurma Macununun (Fiber Gel) Kritik Rolü
Tüp içine doldurulan macun (genellikle tiksotropik su geçirmez macun) fiberi sabitlemek için değil, yüksek viskoziteli, hidrofobik bir yarı akışkan ortamdır ve kritik bir rol oynar:
- Su Moleküllerinin Neden Olduğu “Gerilim Korozyonu”nun (Stress Corrosion) Önlenmesi
Kuvars camı (silika SiO_2) hafif gerilim altındayken su molekülleriyle ( H_2O ) temas ederse kimyasal bir reaksiyon meydana gelir:SiO_2 + H_2O \rightarrow 2SiO-HBu, silikanın kimyasal bağlarının kopmasına ve fiber yüzeyindeki mikroskobik çatlakların hızla genişlemesine neden olur, bu da fiberin teorik sınırının çok altında bir çekme kuvvetiyle ani gevrekleşmesine yol açar. Macun son derece hidrofobiktir, fiberi tamamen kaplayarak nemi tamamen izole eder ve tüp hasar gördüğünde suyun eksenel olarak sızmasını önler. - Mekanik Sönümleme ve Mikrobending Tamponlaması
Macunun viskoelastikliği, fibere yumuşak bir tampon sağlar. Optik kablo harici yüksek frekanslı titreşimlere, darbelere veya lokal yan basınca maruz kaldığında, macun mekanik enerjinin bir kısmını emer ve dağıtır, sönümleme ve şok emici bir etki sağlar. Bu, fiberin lokal olarak şiddetli mikroskobik bükülmeler (mikrobending kaybı) yaşamasını önler ve böylece optik sinyal iletiminin kararlılığını garanti eder.
III. Endüstriyel Sınıf Dikişsiz Çelik Boru Gevşek Tüp Optik Kabloları
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) şirketinin üst düzey optik fiber ve dağıtılmış algılama uygulamalarında, bu “gevşek tüp” prensibini yüksek mukavemetli metal üretim teknolojisiyle birleştirerek paslanmaz çelik dikişsiz borulara dayalı bir dizi optik kablo (Fiber in Metal Tube, FIMT) geliştirdik.
Bu yapıda, paslanmaz çelik boru, dış basınç ve çekme gerilimlerinin büyük çoğunluğunu taşıyan mükemmel bir fiziksel koruma bariyeri görevi görürken, boru içindeki yüksek sıcaklık macunu veya özel hava boşluğu, fiberin zorlu endüstriyel ortamlarda (örneğin petrol kuyusu loglama, jeotermal izleme) serbest ve gerilimsiz kalmasını sağlar.
Tipik ürünler şunları içerir:
- OFSCN® 85°C Seamless Steel Tube Fiber Cable : Paslanmaz çelik dikişsiz çelik boru ile kapsüllenmiş, su geçirmez macunla doldurulmuş, tek modlu veya çok modlu fiberleri barındırabilen ve üstün nem ve dış gerilim/basınç koruması sağlayan ürün.
- OFSCN® 200°C Seamless Steel Tube Fiber Cable : Orta ve yüksek sıcaklık ortamları için tasarlanmış, dikişsiz çelik boru gevşek tüp yapısı ile poliamid kaplı fiberi koruyarak zorlu çalışma koşullarında termal ve mekanik gerilim hasarını önleyen ürün.
