Por que a OFSCN® recomenda envolver o sensor em um tubo blindado flexível adicional?
Na engenharia de sensoriamento por fibra óptica e no projeto de proteção optomecânica, a própria unidade de sensoriamento de fibra óptica (como um chip de sensor de fibra de grade ou um núcleo sensor encapsulado em tubo de aço sem costura) e o roteamento de cabos no local de engenharia têm requisitos diferentes de estresse mecânico.
A fibra de vidro de quartzo geralmente tem um diâmetro de casca de apenas 125\ \mu\text{m} e pertence a um material tipicamente frágil, com baixíssima resistência a impactos, pressão lateral e dobras acentuadas. A instalação de um tubo flexível blindado adicional (como tubo flexível de aço inoxidável micro-intertravado, tubo blindado em espiral ou tubo de proteção corrugado de metal) fora do corpo do sensor desempenha os seguintes papéis de proteção cruciais em níveis físico e de mecânica de engenharia:
I. Papel Técnico Central dos Tubos Flexíveis Blindados
1. Blindagem de Tensão Lateral e Amortecimento de Resistência à Pressão (Resistência a Esmagamento e Impacto)
Fibras de sensor (especialmente os segmentos de pigtail e cabo de saída) são extremamente suscetíveis a esmagamento por objetos pesados, pisoteio ou extrusão por cascalho em locais industriais, estruturas civis ou câmaras de teste. Fibras microfinas ou tubos de aço microfinos sem revestimento externo são propensos a microcurvatura ou mesmo fratura quando sujeitos a carga lateral concentrada localizada. Tubos flexíveis blindados possuem rigidez radial extremamente alta, que pode dispersar a carga de ponto concentrada externa em tensões circunferenciais distribuídas ao longo da parede do tubo, isolando efetivamente a pressão lateral externa.
2. Limitação do Raio de Curvatura Limite, Prevenção de Dobras Acentuadas Locais (Limitação de Raio de Curvatura)
A fibra de quartzo tem um raio de curvatura crítico. Quando ocorre dobramento localizado (Kinking) com um raio menor que o limite de segurança, não só ocorrerá grave perda por irradiação de onda evanescente dentro da fibra, mas também ocorrerá fratura frágil devido à expansão de microfissuras superficiais. O tubo flexível metálico blindado limita o ângulo de curvatura mínima através de sua estrutura de intertravamento mecânico, evitando fisicamente dobras acentuadas induzidas pelo homem, estrangulamentos de canto agudo ou curvaturas acentuadas.
3. Bypass de Tensão Mecânica e Isolamento de Deformação em Segmentos Não de Medição (Bypass de Tensão e Desacoplamento de Deformação)
Para sensores de fibra de grade, a fibra de saída (segmento de transmissão/pigtail) sujeita a tração externa pode levar às seguintes consequências adversas:
- Causar a quebra da fibra por tração;
- Transmitir deformação espúria para o elemento sensível dentro do sensor, perturbando a linha de base de medição de temperatura ou deformação.
Ao adicionar um tubo flexível blindado, a força de tração de arrasto aplicada externamente é suportada pela camada externa do tubo flexível metálico e pela estrutura que suporta a força. A fibra interna permanece em um estado sem força externa ou com um pequeno comprimento de folga, alcançando o isolamento físico entre a medição do sensor e a força de roteamento do cabo.
4. Resistência à Abrasão, Arranhões e Mordidas de Roedores (Proteção contra Abrasão e Roedores)
Dentro de estruturas mecânicas complexas, bordas de gabinetes, calhas de cabos e valas externas, a forte vibração mecânica pode causar atrito repetitivo e desgaste por cisalhamento entre a cobertura da fibra e as bordas metálicas; em ambientes externos, também há risco de destruição biológica, como mordidas de ratos. Tubos flexíveis blindados feitos de aço inoxidável fornecem uma barreira física robusta.
5. Margem de Tolerância de Construção e Passagem em Tubos
Sensores de fibra de alta sensibilidade geralmente usam tubos de liga extremamente finos (como diâmetro externo \le 0.9\text{ mm} ou \le 1.1\text{ mm} ) para encapsulamento. Se esses sensores de diâmetro fino e seus cabos de saída forem expostos diretamente durante a passagem por tubos em locais de engenharia, eles podem facilmente ficar presos ou quebrados. Após a instalação do tubo flexível blindado, a flexibilidade é mantida, ao mesmo tempo que aumenta a rigidez da força axial, melhorando significativamente a conveniência e a confiabilidade da instalação em engenharia.
II. Produtos de Blindagem OFSCN® e Proteção Mecânica Relacionados
OFSCN® (Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.) fornece, em sistemas de sensores de fibra de grade e soluções de sensoriamento de fibra distribuída, produtos de cabos de conexão e de saída com blindagem, variando de micro-blindagem metálica a blindagem de cabo de aço de alta tração, para conexão e proteção de cabos de sensores no local:
1. OFSCN® 2.0mm Micro Steel Armored Fiber Optic Patch Cord
Este produto é composto por um conector de fibra óptica, uma bainha de PVC, um tubo de aço sem costura de 0.6\text{ mm} e uma fibra óptica, combinando tamanho pequeno com proteção de tubo de aço resistente à pressão.
2. OFSCN® 2.0mm Steel Wire Rope Fiber Optic Patch Cord
Adota uma estrutura totalmente metálica, incluindo uma camada de torção de fio de aço galvanizado de 0.6\text{ mm} e um tubo de aço sem costura de 1.0\text{ mm} aninhado, projetado especificamente para suportar altas cargas mecânicas e ambientes vibratórios.
