Какие риски физического повреждения существуют для оголенных волокон на промышленных объектах (например, нефтедобывающих месторождениях, электросетях)? Как упаковка служит «механическим мостом»?
В промышленных условиях, таких как нефтяные месторождения и энергетические сети, незащищенные оптоволокна из-за своей хрупкости подвержены различным рискам физических повреждений. К этим рискам относятся:
- Механические нагрузки: Прямое сдавливание, резкие изгибы и чрезмерное натяжение могут легко сломать или повредить незащищенные волокна, что приведет к потере сигнала или отказу датчика.
- Истирание: Контакт с шероховатыми поверхностями, пылью или движущимися частями может вызвать износ оболочки волокна, нарушая его целостность.
- Химическое воздействие: В промышленных условиях часто используются агрессивные химикаты, масла и растворители, которые со временем могут разрушать покрытие волокна и даже само стекло.
- Экстремальные температуры: Высокие или низкие температуры и быстрое термическое циклирование могут вызвать напряжения в незащищенных волокнах, приводя к микроизгибам или усталости материала.
- Проникновение влаги: Вода или влага могут проникать через защитные слои волокна, ускоряя деградацию и увеличивая восприимчивость к механическим повреждениям.
Упаковка служит «механическим мостом», обеспечивая прочный внешний слой, который защищает хрупкое незащищенное волокно от этих суровых условий. В частности, она действует как механический мост следующим образом:
- Распределение нагрузки: Упаковочный материал (например, металлические трубки, полимерные покрытия) поглощает и распределяет внешние силы, предотвращая их прямое воздействие на незащищенное волокно. Это гарантирует, что само волокно испытывает значительно меньшие нагрузки.
- Передача деформации: Для датчиков деформации упаковка спроектирована так, чтобы эффективно передавать деформацию от отслеживаемой конструкции к встроенной решетке Брэгга в волокне (FBG), одновременно защищая FBG от локальных напряжений, которые могут привести к неточным показаниям или повреждению.
- Защита от окружающей среды: Упаковка создает физический барьер против химических агентов, влаги и экстремальных температур, поддерживая более стабильную и защищенную микросреду для волокна.
- Удобство обращения и установки: Упакованные датчики гораздо проще в обращении, установке (например, путем сварки, склеивания или зажима) и прокладке в промышленных условиях по сравнению с незащищенными волокнами, которые требуют крайней осторожности.
Например, OFSCN предлагает различные промышленные упакованные FBG-датчики, разработанные для работы в таких суровых условиях.
OFSCN® Alloy Tube Packaged Fiber Bragg Grating Strain Sensor, представленный по ссылке https://www.ofscn.net/fbg-products/strain-sensor.html, использует бесшовную металлическую трубку, что устраняет проблемы, такие как ползучесть клея, и обеспечивает надежную защиту для длительного применения при высоких температурах.
Вот несколько примеров упакованных FBG-датчиков:
