Çelik boru içindeki fiber optiğin titreşimden dolayı savrulmasını nasıl önleyebilirim?
Fiber-in-Metal-Tube (FIMT) kapsülleme yapılarında, çıplak veya birincil kaplamalı fiber optiklerin tipik dış çapı yalnızca 125 \ \mu\text{m} ila 255\ \mu\text{m} arasındayken, koruyucu çelik tüpün iç çapı genellikle yaklaşık 1.0\text{ mm} ila 2.6\text{ mm} civarındadır. Dikişsiz çelik tüp titreşimli bir ortama maruz kaldığında, tüp içindeki boşlukta özel bir fiziksel müdahale olmadığında, fiber optik tüp boşluğu içinde yüksek hızlı serbest salınım ve çarpışma üretecektir.
Bir. Çelik Tüp İçindeki Fiber Optiğin Salınımının Fiziksel Tehlikeleri
- Mikrobükülme Kaybı ve Sinyal Bozunumu (Microbending Loss): Fiber optik, tüp duvarına çarptığında veya kendi kendine rastgele büküldüğünde, çekirdek tarafından iletilen ışık dalgasının toplam iç yansıma koşulu bozulur, bu da ışık zayıflamasında keskin bir artışa ve optik sinyal polarizasyon durumunda (SOP) kararsızlığa neden olur.
- Mekanik Yorgunluk ve Kaplama Aşınması: Sürekli yüksek frekanslı ve geniş genlikli titreşimler, fiber optik kaplaması ile paslanmaz çelik iç duvar arasında tekrarlanan sürtünmeye neden olarak yüzeyde mikro çatlakların genişlemesine yol açar ve fiber optiğin uzun vadeli mekanik mukavemetini azaltır.
İki. Fiber Optiğin Çelik Tüp İçinde Titreşimden Kaynaklanan Salınımını Önlemek İçin Mühendislik Teknikleri
Optik mühendislik ve fiber optik kablo üretiminde, fiber optik salınımını önlemek için esas olarak aşağıdaki üç teknik çözüm kullanılır:
1. Şok Emilici Dolgu / Sönümleyici Jel (Shock-absorbing Filler / Damping Gel)
- Prensip: Çelik tüpün ekstrüzyonu sırasında, tiksotropik (Thixotropic) sönümleyici macun, silikon jel veya yüksek sıcaklık şok emici yağ macunu tüp içine yüksek basınçla enjekte edilir.
- Etki: Dolgu maddesi, yüksek viskozitesi ve süspansiyon desteği ile fiber optiği tüp boşluğunun merkezinde askıya alır, dışarıdan aktarılan yüksek frekanslı mekanik titreşim enerjisini emer ve sönümler, fiber optiğin çelik tüp duvarıyla doğrudan çarpışmasını önler ve aynı zamanda fiber optiğin serbest hareketi için sıcaklık telafisi alanını korur.
2. Sıkı Kaplı Yapı ve Polimer Sabitleme (Tight-buffered / Polymer Encapsulation)
- Prensip: Fiber optiğin tüm uzunluğu boyunca polimer malzemeler (özel reçine, polimid vb.) ile sürekli kaplama kullanılarak, fiber optiğin çelik tüple veya metal yapı ile tamamen sabitlenmesi ve yapıştırılması.
- Etki: Serbest boşluğu tamamen ortadan kaldırır, fiber optik ve dış çelik tüp arasında mekanik gerinim senkronizasyonu olan bütünsel bir yapı oluşturur; gerinim sensörleri ve yüksek titreşim dayanımı gerektiren ortamlar için uygundur.
3. Fazla Uzunluk Kontrolü ve İç Çap Geometri Uyumu (Excess Fiber Length & Geometry Optimization)
- Prensip: Fiber optiğin çelik tüp içindeki işleme fazlalığı (EFL, Excess Fiber Length) hassas bir şekilde kontrol edilerek, tüp içinde üniform küçük sinüzoidal spiral dalgalanmalar şeklinde dağılması sağlanır ve uygun çelik tüp iç çapı ile eşleştirilir.
- Etki: Yüksek ivmeli titreşimler sırasında fiber optiğin serbest genliğini sınırlar.
Üç. OFSCN® Markalı Dikişsiz Çelik Tüplü Fiber Optik Kablolar ve Kapsülleme Ürünleri
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) tarafından üretilen dikişsiz çelik tüplü fiber optik kablolar ve sensörler, farklı sıcaklık ve titreşim ortamları için dikişsiz çelik tüp kapsülleme (FIMT) ve ilgili iç koruma süreçlerini benimser:
-
OFSCN® 85°C Seamless Steel Tube Fiber Cable
Tek katmanlı dikişsiz çelik tüp kapsülleme kullanılır, varsayılan dış çap 2.0\text{ mm} (duvar kalınlığı 0.2\text{ mm} ) veya 3.0\text{ mm} (duvar kalınlığı 0.3\text{ mm} ) olup, çalışma sıcaklığı 85°C’ye kadar çıkabilir. -
OFSCN® 200°C Seamless Steel Tube Fiber Cable
Polimid kaplı fiber optik (OFSCN® 200℃ Polyimide Optical Fiber) içerir, sıcaklık dayanımı 200°C’ye kadar çıkabilir. -
OFSCN® 300°C Seamless Steel Tube Fiber Cable
316L paslanmaz çelik dikişsiz çelik tüp ve yüksek sıcaklık kaplamalı fiber optik kapsülleme kullanılarak 300°C yüksek sıcaklık ortamlarında kararlı çalışma sağlar.
