비행기에서 사용하는데, 센서를 깃털보다 가볍게 만들 수 있을까요?
답변은 '예’입니다. 항공 우주 분야에서는 광섬유 격자(FBG) 또는 분산 광섬유(OFDR)와 같은 광섬유 센싱 기술을 기반으로 하는 센서 자체 및 측정 구간 패키징은 깃털보다 가볍게(밀리그램 또는 심지어 마이크로그램 수준) 만들 수 있습니다.
1. 물리량 비교 분석
- 깃털 무게 참조:
일반적인 조류의 깃털은 보통 0.005\text{g} 에서 0.05\text{g} (즉, 5\text{mg} 에서 50\text{mg} ) 사이입니다. - 베어 광섬유 센서 유닛의 무게:
표준 단일 모드 석영 광섬유(클래딩 외경 125\ \mu\text{m}, 코팅 외경 250\ \mu\text{m})의 석영 밀도는 약 2.2\ \text{g/cm}^3 입니다.- 길이가 1\text{cm} 인 베어 광섬유 센서 구간의 무게는 약 0.0001\text{g} (0.1\text{mg})에 불과합니다.
- 길이가 10\text{cm} 인 광섬유 격자 센싱 영역이라도 무게는 약 1\text{mg} 에 불과하며, 가벼운 깃털의 몇 분의 일에 불과합니다.
2. 항공기 부품의 센서 ‘패키징 무게’ 요구 사항
항공기 날개, 복합 재료 또는 엔진 부품의 구조 건강 모니터링(SHM)에서 센서의 패키징 무게와 부피 침습성은 매우 중요한 지표입니다.
- 질량 부하 효과 방지:
센서가 너무 무거우면 얇은 벽 항공기 부품의 고유 진동수와 진동 특성이 변경됩니다. - 마이크로 패키징:
취약한 석영 광섬유를 보호하면서 항공기 부품에 추가적인 무게 부담을 주지 않기 위해, 항공 등급 광섬유 센서는 일반적으로 마이크로 고분자 재료 또는 매우 얇은 벽의 합금 튜브로 패키징되어 센서 외경을 0.6\text{mm} 에서 1.2\text{mm} 수준으로 압축합니다.
3. Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. OFSCN® 관련 마이크로 경량 센서 제품
OFSCN® 제품 시리즈에서는 항공 및 경량화 요구 사항에 맞춰 여러 초슬림, 초경량 센서를 설계했습니다.
1. OFSCN® Polymer-encapsulated Fiber Bragg Grating Strain Sensor (0.7mm/1.2mm diameter)
고분자 재료로 광섬유 격자를 패키징하여 기본 외경이 \le 0.7\text{mm} (보호용 심리스 강철 튜브 추가 시 외경 \le 1.2\text{mm})로, 센서 자체의 추가 질량을 크게 줄여 항공 복합 재료에 접착하거나 내장하는 데 매우 적합합니다.
2. OFSCN® 85°C OFDR Micro All-Metal Strain Sensor
단일 층 탄성 합금 튜브로 보호되며, 제품 외경은 0.6\text{mm} 에 불과합니다. 금속의 기계적 손상 방지 특성을 유지하면서 센서 선형 밀도를 밀리그램 수준으로 낮춥니다.
3. OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating strain sensor
탄성 합금 튜브로 광섬유 격자를 패키징하며, 기본 외경은 \le 1.1\text{mm} 로, 항공기 금속 기판 또는 복합 재료 표면에 대한 무감응 부착 변형률 측정에 적합합니다.
