산업 현장(예: 유전, 전력망)에서 노출된 광섬유는 어떤 물리적 손상 위험에 직면합니까? 포장은 어떻게 “기계적 브릿지” 역할을 합니까?
유전, 발전소 등 산업 환경에서 노출된 광섬유는 취약한 특성으로 인해 다양한 물리적 손상 위험에 매우 취약합니다. 이러한 위험에는 다음이 포함됩니다.
- 기계적 응력: 직접적인 압착, 날카로운 굽힘, 과도한 장력은 광섬유를 쉽게 파손시키거나 손상시켜 신호 손실 또는 센서 고장을 초래할 수 있습니다.
- 마모: 거친 표면, 먼지 또는 움직이는 부품과의 접촉은 광섬유 클래딩의 마모를 유발하여 무결성을 손상시킬 수 있습니다.
- 화학 물질 노출: 산업 환경에서는 부식성 화학 물질, 오일 및 용제가 종종 사용되며, 이는 시간이 지남에 따라 광섬유의 코팅 및 유리 자체를 저하시킬 수 있습니다.
- 극한 온도: 고온 또는 저온, 급격한 온도 변화는 노출된 광섬유에 응력을 유발하여 미세 굽힘 또는 재료 피로를 초래할 수 있습니다.
- 수분 침투: 물이나 습기는 광섬유의 보호층으로 침투하여 열화를 가속화하고 기계적 손상에 대한 취약성을 증가시킬 수 있습니다.
패키징은 섬세한 노출 광섬유를 이러한 열악한 조건으로부터 보호하는 견고한 외부 층을 제공함으로써 “기계적 브리지” 역할을 합니다. 특히 다음과 같은 방식으로 기계적 브리지 역할을 합니다.
- 하중 분산: 패키징 재료(예: 금속 튜브, 폴리머 코팅)는 외부 힘을 흡수하고 분산시켜 노출된 광섬유에 직접적인 영향을 미치지 않도록 합니다. 이를 통해 광섬유 자체는 응력 감소 효과를 크게 경험하게 됩니다.
- 변형 전달: 변형 센서의 경우, 패키징은 모니터링되는 구조물에서 내장된 파이버 브래그 격자(FBG)로 변형을 효율적으로 전달하는 동시에, 부정확한 판독이나 손상을 초래할 수 있는 국부적인 응력으로부터 FBG를 보호하도록 설계됩니다.
- 환경 차단: 패키징은 화학 물질, 습기 및 극한 온도에 대한 물리적 장벽을 만들어 광섬유에 대해 보다 안정적이고 보호된 미세 환경을 유지합니다.
- 취급 및 설치 용이성: 패키징된 센서는 산업 환경에서 취급, 설치(예: 용접, 접착 또는 클램핑) 및 배선이 노출된 광섬유에 비해 훨씬 쉽습니다. 노출된 광섬유는 극도의 주의가 필요합니다.
예를 들어, OFSCN은 이러한 열악한 환경을 견딜 수 있도록 설계된 다양한 산업용 패키징 FBG 센서를 제공합니다. OFSCN® 합금 튜브 패키징 파이버 브래그 격자 변형 센서는 이음매 없는 금속 튜브를 사용하여 접착제에서 발생하는 크리프 문제를 제거하고 장기간의 고온 응용 분야에 대한 강력한 보호 기능을 제공합니다.
패키징된 FBG 센서의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.
