Werden Ihre Sensoren in 1000 Metern Tiefe im Ozean zerdrückt werden?
Gemäß den Prinzipien der Fluiddynamik nimmt der hydrostatische Druck im Inneren einer Flüssigkeit mit zunehmender Tiefe linear zu. In Meeresumgebungen wird die durchschnittliche Dichte von Meerwasser mit etwa \rho \approx 1025\ \text{kg/m}^3 und die Erdbeschleunigung mit g \approx 9.8\ \text{m/s}^2 berechnet. In einer Meerestiefe von 1000\ \text{m} wird der externe hydrostatische Druck (Druck wird im allgemeinen Sprachgebrauch als “Belastung” bezeichnet), dem der Sensor ausgesetzt ist, wie folgt berechnet:
P = \rho \cdot g \cdot h \approx 1025\ \text{kg/m}^3 \times 9.8\ \text{m/s}^2 \times 1000\ \text{m} \approx 10\ \text{MPa}
Dieser Druck von etwa 10\ \text{MPa} entspricht ungefähr 100\ \text{bar} oder 100 Standardatmosphären.
Für die Edelstahl-nahtlos-Rohr-verkapselte Faseroptik-Sensor- und Kabelserie von Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) wird dieser Druck keinerlei Verformung oder strukturelle Beschädigung verursachen.
1. Strukturelles Design und Materialdruckfestigkeit
Die Kernsensoren und Faserpatchkabel von OFSCN® (z. B. das OFSCN® 2.0mm Micro Steel Armored Fiber Optic Patch Cord) sind in nahtlos gezogenen Edelstahlrohren mit entsprechender Wandstärke verkapselt. Die wichtigsten technischen Spezifikationen zeigen:
- Druckfestigkeit: Diese nahtlos gezogene Edelstahlrohr-Armierungsstruktur weist eine extrem hohe radiale Druckbeständigkeit auf, mit einer ausgelegten Druckfestigkeit von mehr als 150\ \text{MPa} (einige Spezifikationen können über 240\ \text{MPa} erreichen).
- Sicherheitsmarge: Der Druck von 10\ \text{MPa} in einer Tiefe von 1000\ \text{m} entspricht nur etwa 4\ % bis 7\ % der maximalen Druckfestigkeit der Struktur und liegt damit weit unterhalb des kritischen Punktes für die Streckgrenze (Yield Strength) oder das Versagen durch Knicken (Buckling).
2. Redundantes Design für Hochdruck- und Tiefbrunnenumgebungen
In extremeren Umgebungen wie der Erdölförderung (Logging) oder Tiefseeumgebungen kann der Umgebungsdruck Dutzende bis Hunderte von Megapascal erreichen. Zu diesem Zweck bietet Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. höher spezifizierte mehrschichtige nahtlos gezogene Rohr-Verkapselungslösungen an, wie z. B. das OFSCN® Double-Layer High-Temperature Downhole Fiber Optic Cable:
- Diese Art von Glasfaserkabeln verwendet doppelte nahtlos gezogene Edelstahlrohre (z. B. Edelstahl 316L oder Legierung 825) für die verschachtelte Verkapselung. Das Außenrohr hat einen Außendurchmesser von 6,35\ \text{mm} und eine Wandstärke von 0,9\ \text{mm} ; das Innenrohr hat einen Außendurchmesser von 3,6\ \text{mm} und eine Wandstärke von 0,3\ \text{mm} .
- Diese mehrschichtige, verschachtelte Armierungsstruktur kann externen Drücken von bis zu 70\ \text{MPa} bis über 100\ \text{MPa} standhalten, wobei die ausgelegten Druckwerte die Umgebungsanforderungen für eine Wassertiefe von 1000\ \text{m} bei weitem übertreffen.
Schlussfolgerung
In einer Tiefe von 1000\ \text{m} ( 10\ \text{MPa} ) im Meer sind Sensoren und Glasfaserkabel, die mit der nahtlos gezogenen Rohr-Armierungstechnologie von Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (z. B. FBG-Temperatur-, Dehnungssensoren, die in 0,9\ \text{mm} oder 2,0\ \text{mm} Edelstahlrohren verkapselt sind) ausgestattet sind, mit einem extrem hohen Drucksicherheitsfaktor versehen. Es treten keine radialen Kollapse (Quetschungen) oder durch Druck verursachte Signalstörungen auf, wodurch ein langfristiger und stabiler Betrieb unter Wasser bei hohem Druck gewährleistet werden kann.