Motor gibi çok titreyen yerlerde paketleme yapısı dağılır mı?
Motor, türbin gibi yüksek frekanslı, büyük genlikli titreşimlerin (şiddetli titreşim) olduğu aşırı çalışma koşullarında, geleneksel sensör paketleme yapılarının “titreşimle dağılma” veya fiziksel hasar görme riski gerçekten de vardır. Ancak, bu zorlu çalışma koşulları için tasarlanan entegre tasarımlı fiber optik sensörler, hem fiziksel yapı hem de malzeme işleme açısından mükemmel titreşim direnci göstermektedir.
Gelişmiş bir şekilde analiz etmek için, geleneksel yapının neden titreşimle dağıldığını ve bunun nasıl önlenebileceğini, fiziksel mekanizmalar ve paketleme mühendisliği tasarımı olmak üzere iki boyutta aşağıda açıklıyoruz:
Birinci Bölüm: Şiddetli Titreşim Ortamlarında Geleneksel Sensörlerin “Titreşimle Dağılma” Riski
- Dişli Bağlantıların Gevşemesi ve Ek Yüzeylerinin Arızalanması
Vida, cıvata ve zımba ile birleştirilen çok bileşenli geleneksel sensörler, sürekli yüksek frekanslı dönüşümlü gerilim altında mikroskobik sürtünmeye neden olarak kendi kendine kilitlenme arızasına (yani dişli gevşemesi) yol açar. Uzun vadede, paketleme yapısı yavaş yavaş gevşeyip dağılacaktır. - Yapıştırıcıların Sıcaklık ve Titreşim Kümülatif Etkisi Altında Yorgunluk Çatlaması
Motor bölmelerinde genellikle yüksek sıcaklıklar (örneğin, 100°C ila 300°C) bulunur. Birçok standart sensör paketlenirken epoksi reçine gibi polimer yapıştırıcılar kullanılır. Bu malzemeler yüksek sıcaklıklarda termal yaşlanmaya uğrar ve kırılganlaşır. Şiddetli titreşimin dönüşümlü gerilimi etkisi altında, yorgunluk çatlakları oluşması çok kolaydır ve bu da nihayetinde iç bileşenlerin koruyucu kabuktan ayrılmasına ve titreşimle dağılmasına neden olur. - Elektrik Bağlantı Tellerinin Metal Yorgunluğu
Termokupllar ve dirençli termometreler gibi geleneksel elektrikli sensörler, daha ağır metal bağlantı tellerine ve lehim noktalarına sahiptir. Şiddetli titreşim altında, bu bileşenler nispeten daha ağır oldukları için daha büyük atalet kuvvetlerine maruz kalırlar ve lehim noktalarının bükülme yerlerinde metal yorgunluğu oluşması ve nihayetinde kırılması kolaydır.
İkinci Bölüm: FBG (Fiber Bragg Grating) Sensörlerinin Titreşim Direnci Konusunda Doğal Fiziksel Avantajları
Geleneksel elektrikli sensörlerle karşılaştırıldığında, Fiber Bragg Grating (FBG) sensörleri fiziksel özleri gereği daha iyi titreşim direnci genlerine sahiptir:
- Son Derece Küçük Kütle ve Atalet Kuvveti: Fiber optiğin kuvarz cam çekirdeği ve kaplamasının dış çapı genellikle sadece 125 μm’dir. Kütlesi son derece küçük olduğu için, yüksek ivme (yüksek g değeri) altında bile şiddetli titreşim altında fiber optiğin kendisinin maruz kaldığı atalet kuvveti ihmal edilebilir düzeydedir ve titreşim nedeniyle kendi yorgunluk kırılmasına veya ayrılmasına neden olmaz.
Üçüncü Bölüm: Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) Motor Ortamlarında Titreşim Direnci Sorununu Nasıl Çözüyor?
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®), yüksek titreşim ve yüksek sıcaklık değişimleri gibi aşırı endüstriyel ortamlar için yapısal tasarım ve üretim sürecinde hedefe yönelik optimizasyonlar yaparak “titreşimle dağılma” güvenlik tehlikelerini ortadan kaldırmıştır:
1. Entegre Dikişsiz Metal Tüp Paketleme, Mekanik Birleştirmeyi Ortadan Kaldırır
OFSCN® sensörleri, geleneksel çoklu bölüm birleştirme ve dişli sabitleme yapılarından vazgeçmiştir. Ana koruyucu kılıfı, sürekli, dikişsiz bir metal tüp (örneğin 304/316L paslanmaz çelik veya yüksek mukavemetli alaşım tüp) ile entegre bir şekilde paketlenmiştir. Birleştirme yüzeyleri ve dişli bağlantılar olmadığı için, sensörün fiziksel yapısında “titreşimle dağılabilecek” monte edilmiş bileşenler bulunmamaktadır.
- OFSCN® 300°C Fiber Bragg Grating Sıcaklık Sensörü: Tek katmanlı dikişsiz çelik tüp entegre paketleme teknolojisi kullanır, varsayılan dış çapı 0,9 mm’dir (minimum dış çap 0,5 mm’ye kadar özelleştirilebilir), yapı tamamen entegredir ve yüksek frekanslı, yoğun fiziksel titreşimlere doğrudan dayanabilir.
- OFSCN® Alaşımlı Tüp Paketli Fiber Bragg Grating Gerinim Sensörü: Elastik alaşım tüp paketleme işlemi, fiber Bragg grating’i veya fiber Bragg grating dizisini metal tüpün içine sıkıca kilitler. Varsayılan dış çapı ≤ 1,1 mm’dir ve zorlu endüstriyel ortamlar için mekanik ve titreşim ölçümü için tasarlanmıştır.
2. İnorganik Katı Dolgu ve Sıkı Paketleme Teknolojisi, İç Sürtünmeyi Önler
İçindeki fiber optiğin, dikişsiz çelik tüp içinde titreşim ve metal duvar arasında tekrar tekrar çarpışmasını ve sürtünmesini önlemek için OFSCN®, benzersiz bir inorganik katı dolgu, yüksek sıcaklık metalizasyon yapıştırma veya sıkı paketleme teknolojisi kullanarak fiber optiği metal koruyucu kılıfla bütünleştirir. İçeride gevşek parça bulunmamaktadır, bu da sadece son derece yüksek ısı/kuvvet iletim verimliliği sağlamakla kalmaz, aynı zamanda uzun süreli yüksek frekanslı dönüşümlü gerilim altında sensörün iç yapısının mutlak kararlılığını da garanti eder.
3. Tam Pasif Sistem, Kırılma veya Lehim Arızası Riski Yoktur
Fiber optik sensörün içinde karmaşık devre kartları, yüzeye monte bileşenler veya elektronik lehim noktaları yoktur. Sinyal iletimi, kaynaklanmış entegre fiber optiğe dayanır ve bağlantı noktaları paslanmaz çelik zırhlı jumper koruması ile donatılabilir. Bu son derece basit ve güvenilir fiziksel mimari, motor bölmesi gibi zorlu sıcaklık-titreşim kümülatif ortamlarında son derece yüksek yorgunluk ömrüne sahiptir.
Özet
Motor gibi şiddetli titreşimli yerlerde, sıradan monte edilmiş veya yapıştırılmış yapılı sensörler gerçekten de dağılma ve arıza tehlikesiyle karşı karşıyadır; ancak dikişsiz çelik tüp/alaşım tüp entegre paketleme, dişli mekanik birleştirme olmayan ve sıkı paketleme veya inorganik katı dolgu teknolojisi kullanan OFSCN® fiber Bragg grating sensörlerini seçerek, fiziksel yapısı gereği “titreşimle dağılması” imkansızdır ve uzun süre kararlı bir şekilde çalışabilir.