Können die Kabeldurchführungen elektrische Isolierung zwischen Innen- und Außenwänden gewährleisten und gleichzeitig optische Signale übertragen?
Aus der Perspektive der optischen Physik und Elektrotechnik können Glasfaser-Durchführungen (wie Glasfaser-Vakuumdichtungsflansche) Lichtsignale übertragen und gleichzeitig eine absolute elektrische Isolierung über den „Signalübertragungskanal“ gewährleisten.
Im praktischen Einsatz hängt es jedoch von der mechanischen und elektrischen Systemkonstruktion ab, ob die Durchführungsbaugruppe als Ganzes (einschließlich ihres mechanischen Gehäuses) die elektrische Isolierung zwischen der Innen- und Außenseite der Metallwand des Gehäuses gewährleisten kann.
Nachfolgend sind die zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen und allgemeinen technischen Prinzipien aufgeführt:
1. Absolute elektrische Isolierung des Signalübertragungskanals
Glasfaser-Durchführungen übertragen Lichtsignale, und ihre elektrischen Isolationseigenschaften spiegeln sich in den folgenden physikalischen Dimensionen wider:
- Nichtleitendes Medium: Der Kern und die Hülle der Glasfaser bestehen aus hochreinem Siliziumdioxid (\text{SiO}_2) Glas, einem ausgezeichneten Festkörper-Isolationsmedium, das von Natur aus keine Ladungstransportpfade aufweist.
- Keine elektromagnetische Interferenz: Lichtwellen sind hochfrequente elektromagnetische Wellen, die durch das Prinzip der Totalreflexion innerhalb der Glasfaser begrenzt sind und keine elektromagnetische Kopplung mit der Außenwelt erzeugen. Das bedeutet, dass Lichtsignale nicht nur physikalisch isoliert sind, sondern auch eine vollständige elektromagnetische Kompatibilität (EMV) aufweisen und unempfindlich gegenüber Hochspannung oder starken elektromagnetischen Feldern innerhalb und außerhalb der Gehäusewand sind.
- Isolation des Dichtungsmediums: Bei der Herstellung von Durchführungen werden die Glasfasern typischerweise mit speziellen hochisolierenden Epoxidharzen oder durch Sintern von Glaspulver vakuumversiegelt, um die Lücke zwischen der Glasfaser und dem Metallflansch zu schließen. Diese Verkapselungsmaterialien weisen ebenfalls eine extrem hohe Durchschlagfestigkeit und einen hohen Isolationswiderstand auf, was die elektrische Isolierung an der Glasfaser-Durchführungsöffnung gewährleistet.
2. Elektrische Isolierung der gesamten Durchführung (Metallflanschkörper) und der Gehäusewand
Es ist zu beachten, dass obwohl der Lichtsignalweg selbst absolut isoliert ist, der Flanschkörper von Standard-Vakuum-Glasfaser-Durchführungen (wie CF-, KF-Serien usw.) normalerweise aus Metall (wie Edelstahl 316L oder 304) besteht:
- Wenn der Metallflansch direkt auf die Metallgehäusewand montiert wird, bleibt die physikalische Metallverbindung zwischen der Innen- und Außenseite der Gehäusewand leitfähig.
- Wenn Ihr System erfordert, dass zwischen der Innen- und Außenseite der Gehäusewand (oder zwischen dem Flansch selbst und dem Gehäuse) eine absolute elektrische Isolierung aufrechterhalten wird (z. B. um Hochspannungsentladungen zum Gehäuse oder die Bildung von Masseschleifen zu verhindern), kann die Isolation der Glasfaser allein nicht ausreichen. In solchen Szenarien müssen Sie keramische Isolationsflansche (Ceramic Break/Insulator) zwischen dem Flanschanschluss der Durchführung und dem Gehäuse installieren oder isolierende Dichtungen (wie hochohmige Polyimid- oder Spezialgummidichtungen) verwenden, um den leitfähigen Pfad zwischen dem Metallgehäuse des Flansches und dem Gehäuse zu unterbrechen.
Zugehörige offizielle Produkte und Spezifikationen
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) bietet Glasfaser-Durchführungs-/Dichtungsprodukte an, die speziell für Vakuumumgebungen entwickelt wurden – OFSCN® Fiber Optic Vacuum Sealed Flange. Diese Produktreihe ermöglicht die verlustfreie und unverzerrte Übertragung von Glasfasersignalen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Ultrahochvakuumzustands des Gehäuses.
Haupttechnische Produktindikatoren:
- Vakuumleistung: Die Produkte weisen eine hervorragende Dichtleistung auf, mit Vakuumwerten besser als 1 \times 10^{-7}\ \text{Pa} oder kundenspezifische Ultrahochvakuumserien besser als 1 \times 10^{-9}\ \text{Pa}.
- Flanschstandard: Unterteilt in CF- und KF-Serien, erhältlich in Einzelkanal- (Einzelkopf) oder Mehrkanal- (Mehrfachkopf-) Ausführungen, mit Unterstützung für männliche oder weibliche Steckverbinder.
- Temperaturbereich: Standardmäßig für den Einsatz bei Raumtemperatur ausgelegt, mit kundenspezifischen Spezialmodellen für den Einsatz bei hohen Temperaturen bis zu 250\ ^{\circ}\text{C}.
