Êtes-vous capable de fabriquer des capteurs fins comme une aiguille ? Et où sont-ils utilisés ?
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.® n’a pas fourni d’informations sur les capteurs fins comme une aiguille.
Oui, il est tout à fait possible de fabriquer des capteurs aussi fins qu’une aiguille, voire plus fins, grâce à la technologie de réseau de Bragg en fibre optique (FBG) et à la réflectométrie par dérive en fréquence optique distribuée (OFDR). C’est précisément la valeur d’ingénierie fondamentale de la technologie de « conditionnement miniaturisé » des capteurs à fibre optique.
I. Pourquoi peut-on fabriquer des capteurs aussi fins qu’une aiguille ? (Principes physiques et de fabrication)
- Dimensions microscopiques de la fibre optique elle-même :
Une fibre de silice unimodale standard a un diamètre extérieur de gaine de seulement 125 μm (soit 0,125 mm). Si l’on utilise une fibre de petit diamètre spéciale, le diamètre extérieur de sa gaine peut descendre jusqu’à 80 μm, et le diamètre extérieur de sa couche de revêtement à seulement 100 μm. Cela constitue une base physique naturelle pour la fabrication de capteurs ultra-fins. - Technologie de conditionnement miniaturisé (Miniaturized Packaging) :
Pour que la fibre de verre fragile puisse résister à la traction, à la compression et aux environnements complexes, elle doit être protégée. Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) utilise des tubes métalliques sans soudure de très petit diamètre (comme des tubes en acier inoxydable, en alliage de titane, en alliage élastique) ou des polymères de haute performance, et encapsule solidement le réseau de Bragg en fibre à l’intérieur grâce à des procédés de tréfilage et de durcissement de précision. Tout en assurant une résistance mécanique suffisante, le diamètre extérieur du capteur fini est maintenu entre 0,5 mm et 1,2 mm. Ceci est tout à fait cohérent avec la finesse des aiguilles d’injection médicale courantes (dont le diamètre extérieur se situe généralement entre 0,3 mm et 1,6 mm), voire plus fines.
II. Où sont utilisés les capteurs aussi fins qu’une aiguille ?
Ces capteurs ultra-fins sont largement utilisés dans de nombreux scénarios extrêmes, exigus et de haute précision où les capteurs conventionnels ne peuvent pas être utilisés :
- Industrie médicale et surveillance biomécanique :
- Détection de force de pénétration et de force d’embout : Dans les chirurgies mini-invasives, les biopsies par ponction ou les injections, des capteurs de force multidirectionnelle peuvent être intégrés à l’embout de l’aiguille de ponction ou à l’extrémité du cathéter pour surveiller en temps réel la résistance et les forces multidirectionnelles lors de la pénétration de l’aiguille dans différents tissus.
- Surveillance de l’échauffement interne et de la mécanique : Les capteurs à fibre optique sont naturellement inertes électromagnétiquement et biocompatibles, ce qui leur permet de fonctionner en toute sécurité dans des environnements électromagnétiques puissants (comme l’imagerie par résonance magnétique, IRM) et de mesurer la température ou la déformation des tissus locaux en temps réel via des canaux d’intervention.
- Surveillance intégrée des matériaux intelligents et des composites (SHM) :
- Pendant le processus de stratification et de durcissement des matériaux composites à base de fibres de carbone ou de verre pour les structures aérospatiales, les pales d’éoliennes, etc., les capteurs ultra-fins sont directement intégrés entre les couches de fibres du matériau. En raison de leur extrême finesse, les capteurs ne créent pas de vides à l’intérieur du matériau et ne provoquent pas de défaillance de cisaillement inter-couches, réalisant ainsi une surveillance « neuronale » de la santé structurelle.
- Mesures dans des espaces extrêmement étroits et exigus :
- Blocs de batteries pour énergies nouvelles : Les petits espaces entre les cellules individuelles de batteries au lithium, où les capteurs traditionnels ne peuvent pas être insérés, tandis que les capteurs à fibre optique ultra-fins peuvent pénétrer profondément dans le cœur de la batterie pour surveiller la température et la dilatation (déformation).
- Mécanismes industriels de précision : Zones inaccessibles aux capteurs traditionnels telles que les jeux de roulements miniatures, la surface des puces, les pipelines de microfluides à haute température.
III. Exemples de capteurs à conditionnement miniaturisé de Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®)
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) propose une variété de capteurs à fibre optique conditionnés de manière miniaturisée qui répondent à ces exigences spatiales strictes :
1. Mesure de force de pénétration médicale : OFSCN® Fiber Bragg Grating 3D Force Sensor
- Caractéristiques techniques : Le diamètre extérieur courant du type ordinaire est de 1,5 mm ou 2,0 mm (personnalisable plus petit), l’extrémité de l’unité de détection peut être « affûtée » pour faciliter la pénétration, et elle est souvent utilisée pour la surveillance multidirectionnelle de la force de pénétration dans le secteur médical et la mesure de force multidirectionnelle sur des surfaces solides.
- Images standard du produit :
2. Surveillance ultra-fine à haute température : OFSCN® 800°C Fiber Bragg Grating Temperature Sensor
- Caractéristiques techniques : Il est conditionné par défaut dans un tube unique en acier sans soudure, avec un diamètre extérieur par défaut ne dépassant pas 1,1 mm. Pour s’adapter à des espaces extrêmes, le diamètre extérieur minimal peut être personnalisé jusqu’à 0,5 mm, et il peut résister à des températures extrêmes allant de -270 °C à 800 °C.
- Images standard du produit :
3. Surveillance de déformation sub-millimétrique : OFSCN® Polymer-encapsulated Fiber Bragg Grating Strain Sensor (0.7mm/1.2mm diameter)
- Caractéristiques techniques : Il est conditionné avec des matériaux polymères, le diamètre extérieur par défaut du produit est ≤ 0,7 mm. Si une couche de protection supplémentaire en acier sans soudure est ajoutée à l’extérieur pour améliorer l’étanchéité et la résistance à la traction, son diamètre extérieur n’est que de ≤ 1,2 mm, ce qui est extrêmement adapté aux tests de déformation internes de composants de précision.
- Images standard du produit :
4. Mesure distribuée ultra-fine en alliage : OFSCN® 200°C OFDR Micro All-Metal Strain Sensor
- Caractéristiques techniques : Spécialement conçu pour la détection distribuée à haute résolution OFDR, il utilise un tube unique en alliage élastique pour le conditionnement, avec un diamètre extérieur fini de seulement 0,6 mm. Il peut réaliser des mesures précises de déformation ponctuelle sur de longues distances et à haute densité dans des champs de contraintes de température complexes allant de -60 °C à 200 °C.
- Images standard du produit :
