왜 플라스틱 광섬유 가 굽는 지점 에서 실패 하는가: 스트레스, 미세한 균열, 장기간 신호 손실

플라스틱 광섬유 굽기 손실POF 케이블이 섬유 내부의 가이드된 빛 경로를 변화시키는 방식으로 구부릴 때 발생하는 신호 약화입니다. 구부름이 광적 봉쇄를 방해하고 지역 기계적 스트레스를 생성하기 때문에광전력의 일부가 빠져나올 수 있습니다., 분산, 또는 섬유를 통해 덜 효과적으로 전달됩니다.

이 말 은 모든 곡선 이 즉각적 인 고장 을 초래 한다는 것 을 의미 하지 않는다. 많은 산업 시스템 에서 더 중요한 문제 는 곡선 이 지역적 스트레스 요인 이 되는 것 이다.케이블은 설치 후 정상적으로 작동 할 수 있습니다하지만 굽기, 내부 스트레스, 열, 그리고 시간의 조합으로 인해 통신이 불안정해질 때까지 점차적으로 약화가 증가할 수 있습니다.

출판된 POF 굽기 손실 연구는 굽기 반지름, 굽기 길이, 굽기 거리 및 섬유 기하학과 같은 요인에 의해 굽기 행동이 영향을 받는다는 것을 보여줍니다.이것은 구부리는 신뢰성이 하나의 간단한 보편적인 규칙으로 줄여서는 안된다는 것을 의미합니다.

POF 굽는 것 을 잃는 것

플라스틱 광섬유는 산업 제어 시스템, 전력 전자,그리고 높은 EMI 환경은 구리 선도자와 관련된 전기 소음 문제없이 광 신호를 전송 할 수 있기 때문에전형적인 전력 전자 응용 프로그램은 VFD, PCS 및 SVG 장비, 신호 안정성 및 전기 격리가 종종 중요한 것을 포함합니다.

POF 굽기점에서의 스트레스 분포

그러나 POF는 여전히 물리적인 폴리머 기반 광 매체입니다. 그 유연성은 구부러진 스트레스의 영향을 제거하지 않습니다.굽는 것은 케이블 내부의 광 경로와 기계적 스트레스 분포를 모두 변화시킵니다..

플라스틱 광섬유 내부에서 빛은 내부 반사에 의해 핵을 통과합니다.빛의 경로는 안정적인 직선 전파 경로 대신 곡선 경로를 따라야 합니다..

곡선 에서, 안내 된 빛 의 일부 는 더 이상 핵 에 적절 히 갇혀 있지 않을 수 있다. 일부 광선 은 탈출 하거나 흩어질 수 있으며, 전체 내부 반사 가 부분적 으로 약화 될 수 있다.직접적인 결과는굽는 손실, 이는 더 높은 약화 또는 신호 마진 감소로 나타납니다.

이 광학 효과는 구부러지는 것이 심할 경우 즉각적으로 나타날 수 있습니다. 그러나 많은 실제 설치에서는 초기 광학 손실이 충분히 작아서 링크가 여전히 작동합니다.숨겨진 위험은 같은 구부러짐 또한 기계적 스트레스를 생성한다는 것입니다이는 장기적인 신뢰성 문제로 발전할 수 있습니다.

구부러진 POF 케이블은 균일하게 스트레스를 경험하지 않습니다. 구부러진 바깥쪽은 뻗고 아래로 배치됩니다.팽창압, 안쪽은 압축되고 아래로 놓습니다.압축압력.

이렇게 하면 섬유 내부의 스트레스 불균형이 생기고 동시에 섬유 생산, 케이블링, 핸들링 또는 설치로 인한 기존의 내부 스트레스는 구부리기 주변에 집중될 수 있습니다.이것은 왜 굽는 지점이 종종 장기적인 약화 성장이 나타나는 첫 번째 장소가됩니다.

모든 굴곡 문제는 똑같이 눈에 띄지 않습니다.매크로 굽기가벼운 코너를 돌고 있는 케이블과 같은 가시적인 케이블 곡선을 의미합니다.마이크로 굽기압력, 케이블 스트레스, 불균형 압축, 단단한 고정 또는 지역 기계적 장애로 인한 소규모 지역 변형을 의미합니다.

매크로 굽기는 섬유 또는 케이블의 가시적인 굽기를 의미합니다. 실제 설치에서는 케이블이 날카로운 캐비닛 가장자리를 돌며 너무 단단히 묶어지면 발생할 수 있습니다.또는 작은 코너에 강요.

위험은 간단합니다. 곡선이 너무 단단하면 광학 격리도가 약화되고 신호 손실이 증가합니다.이러한 유형의 문제는 종종 라우팅 경로가 시각적으로 검사 될 수 있기 때문에 쉽게 잡을 수 있습니다.

POF에서 매크로 굽기 대 마이크로 굽기

마이크로 굽기는 더 미묘합니다. 그것은 외부에서 눈에 띄지 않을 수 있는 섬유를 따라 작은 규모의 변형을 의미합니다. 그것은 압력, 단단한 케이블 고정, 재킷 스트레스,잘못된 라우팅, 반복적인 움직임, 또는 케이블 구조 내부의 불균형 압축.

산업환경에서, 마이크로 굽기는 종종 명백한 굽기보다 더 위험합니다. 왜냐하면 숨겨져 있을 수 있기 때문입니다.케이블 은 초기 통신 시험 을 통과 할 수 있지만, 여전히 가약성 을 점진적 으로 증가 시키는 지역적 스트레스 점 을 포함 한다.

POF 굽기 실패는 굽기만으로 인해 거의 발생하지 않습니다. 더 완전한 실패 메커니즘은 굽기, 내부 스트레스, 재료 반응, 열 및 시간이 함께 작용하는 것을 포함합니다.

굽는 지점에서 기존의 내부 스트레스가 집중될 수 있습니다. 섬유 물질은 불안정한 기계적 상태로 강제됩니다.특히 바깥쪽이 뻗고 안쪽이 압축되는 곳.

폴리머 기반 광섬유의 경우, 이것은 물질 반응이 단순한 단기적 의미에서 탄력적일뿐만 아니라 시간이 지남에 따라 긴장이 느려지고 재분배되거나 온도와 상호 작용할 수 있기 때문에 중요합니다.그래서 설치 도중 받아들일 수 있는 것처럼 보이는 곡선 이 나중에 고장 나게 될 수 있습니다.

장기적인 스트레스로 인해 광경 경로 내부에 소형 결함 또는 미세 균열이 나타날 수 있다. 이러한 작은 결함들은 빛을 원자핵을 통해 유도하는 대신 산란시킬 수 있다.

핵심 문제는 결함의 존재뿐만 아니라 광학적인 효과입니다. 분산이 증가하면 약화도 증가합니다. 이 과정은 천천히 시작될 수 있습니다.따라서 초기 증상은 완전한 실패가 아닌 신호의 경미한 손실입니다..

내적 스트레스, 미세한 균열, 빛 분산

스트레스 는 또한 섬유 의 지역 광학적 구조 를 방해 할 수 있다. 굴절 지수가 굴절점 주위 에 불균형 해지면 빛의 전파 가 불안정 해진다.이것은 산란을 증가시키고 광학 전송의 일관성을 줄일 수 있습니다..

실질적 의미 에서, 시스템 은 즉시 고장 나지 않을 수 있다. 대신, 링크 는 온도, 진동, 움직임, 커넥터 상태, 그리고 송신기/ 수신기 마진 에 더 민감 해진다.

산업 환경에서는 케이블이 높은 온도에 노출되는 경우가 많습니다.60~90°C특히 열을 생성하는 부품 근처 또는 환기가 잘 되지 않는 공간에서 발생할 수 있습니다.

온도 는 굽기 에 관련 된 스트레스 를 더 심각 하게 한다. 열 이 재료 의 반응 을 가속화 하기 때문 이다. 굽기 때, 케이블 은 이미 불균형 한 기계적 스트레스 에 처해 있다. 열 이나 열 사이클 을 추가 할 때,물질이 더 빨리 느려지고, 지역 결함이 더 쉽게 발생하고, 광학 손상이 더 영구적으로 발생할 수 있습니다.

POF는 폴리머 기반이기 때문에, 그것의 광학 및 기계적 행동은 온도, 스트레스, 열 역사, 그리고 스트레스 완화에 의해 영향을 받을 수 있습니다.이것은 방 온도에서 허용되는 것처럼 보이는 곡선이 열 아래에서 불안정해질 수 있음을 의미합니다., 진동, 또는 장기적인 부하.

산업용 POF 설비의 실제 교훈은 분명합니다. 짧은 실내 온도 테스트에서 작동하는 라우팅은 높은 온도, 반복 된 열 주기가,또는 연속적인 기계적 스트레스.

산업용 POF 라우팅에서 열 및 열 사이클

가장 흔한 오해 중 하나는 잘못된 곡선이 즉각적인 실패를 초래해야 한다는 믿음입니다.시간 의존성즉각적인 것이 아닙니다.

일반적인 패턴은 다음과 같습니다.

1. 설치가 완료되고 연결이 정상적으로 작동합니다.

2. 몇 주 또는 몇 달 후, 약화는 약간 증가하기 시작합니다.

3. 장기간 작동하면 신호 불안정성 또는 통신 장애가 나타납니다.

이 지연 패턴은 산업 환경에서 특히 중요합니다. 케이블이 초기 시공을 통과하지만 나중에 온도 순환, 진동, 반복 움직임,또는 지속적인 스트레스.

벡트 POF 링크의 지연 장애 시간

간단한 초기 통신 검사는 단지 연결 고리가 그 순간에 작동한다는 것을 확인합니다. 그것은 항상 곡선이 장기적인 운영에 안전하다는 것을 증명하지 않습니다.

굽는 신뢰성은 광적 마진 문제로 더 잘 이해됩니다. 시스템이 처음에 충분한 마진을 가지고 있다면, 스트레스가있는 굽는 것은 즉각적인 실패를 일으키지 않을 수 있습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 약화 증가함에 따라,그 마진이 작아집니다.결국, 정상적인 환경 변화는 간헐적인 통신 문제를 유발하기에 충분할 수 있습니다.

이 때문에 엔지니어들은 완화와 광학 전력 마진을 단순한 "작업/작업하지 않는다" 테스트보다 더 의미 있는 지표로 간주해야 합니다.

POF 굽는 손실은 케이블 라우팅, 온도, 이동 및 설치 제약이 겹치면 심각한 문제가 될 가능성이 높습니다.

전력 장비에서 POF는 종종 컴팩트한 전기 캐비닛 내부로 전달됩니다. 이것은 긴 곡선, 날카로운 라우팅 곡선, 케이블 압축,부근 부품의 열에 노출.

VFD, PCS 또는 SVG 시스템과 같은 장비에서 진동 및 온도는 추가 스트레스를 추가 할 수 있습니다. 케이블은 EMI 민감 통신에 광학적으로 적합 할 수 있습니다.하지만 잘못된 라우팅은 여전히 기계적인 고장점을 만들 수 있습니다..

산업 자동화 시스템은 종종 반복적인 움직임, 기계적인 진동 또는 설치 중에 조정되는 케이블 경로 등을 포함합니다.미세 굽힘과 내부 스트레스 농도가 증가합니다..

이 문제 는 초기 시험 도중 나타나지 않을 수 있다. 특히 가동 장비 인근 에서 케이블 이 너무 단단 히 고정되거나 작은 구부러짐 에 강제 되어 있는 경우 반복 된 사용 후 에만 나타나게 될 수 있다.

에너지 시스템은 POF를 장기간 열, 캐비닛 온도 변화, 경로 제한에 노출시킬 수 있습니다.열 노출은 곡선에서 스트레스 관련 붕괴를 가속화 할 수 있습니다..

이러한 시스템에서 장기적인 신뢰성은 구리보다 광학 전송을 선택하는 것뿐만 아니라 섬유의 물리적 설치 조건을 제어하는 데 달려 있습니다.

POF 굴곡 실패를 방지하기 위해서는 명백한 날카로운 굴곡을 피하는 것 이상의 것이 필요합니다. 목표는 광학 손실, 기계적 스트레스 농도, 마이크로 굴곡 위험,그리고 장기적인 열분해.

예방 의 첫 번째 단계 는 꽉 찬 곡선 을 피하고 권장 된 방법 을 따르는 것 이다.최소 굽기 반지름더 큰 구부름 반지름은 스트레스 농도를 감소시키고 구부름 손실 위험을 감소시킵니다.

제조업체의 데이터 시트에서는 일반적으로 일반 규칙이 아닌 제품 수준에서 구부리 반지름 및 구부리 한도를 지정합니다.제품 데이터 시트는 또한 시험에 사용 된 스탠들 반지름에 따라 구부리 반지름을 정의하고 구부리 또는 구부리 성능의 기준으로 약화 증가를 사용할 수 있습니다..

이 이유 때문에 엔지니어들은 모든 POF 케이블에 하나의 일반적인 굽기 반지름 숫자를 적용해서는 안됩니다. 올바른 값은 섬유 종류, 케이블 지름, 자켓 구조, 설치 조건,온도, 케이블이 정적인지 움직이는지

POF 굽기점 장애를 방지하기 위한 최선의 방법

내부 스트레스는 설치 후 POF 케이블의 행동에 영향을줍니다. 제어 냉각, 굽기 과정,그리고 안정적인 긴장 조절은 섬유의 스트레스 상태에 영향을 줄 수 있습니다..

공학적 논리는 분명합니다. 낮은 스트레스 섬유는 장기적인 굽기 신뢰성을 위한 더 나은 기반을 가지고 있습니다.구부리는 것은 그 스트레스를 집중시키고 지연된 붕괴의 위험을 증가시킬 수 있습니다..

이 지점은 특히 POF가 열, 진동 또는 장기적인 기계적 부하가 예상되는 응용 프로그램에서 사용되는 경우 중요합니다.

케이블 구조는 중요한데 왜냐하면 섬유는 설치 환경과 직접적으로 고립되어 있지 않기 때문입니다.그리고 케이블 기하학은 외부 압력과 굴곡 스트레스가 광핵으로 전달되는 방법에 영향을줍니다..

유연 한 외장 은 지역 압력 을 감소 시킬 수 있다. 스트레스 분배 설계 는 작은 부위 한 곳 에서 너무 많은 기계적 부하 를 견딜 수 없도록 할 수 있다.마이크로 굽기 방지 구조는 눈에 띄지 않을 수 있지만 여전히 신호 안정성에 영향을 줄 수있는 작은 지역 변형을 제한하는 데 도움이 될 수 있습니다..

이 때문에 케이블 선택은 광학 약화뿐만 아니라 자켓 재료, 라우팅 경로, 구부러짐 상태 및 케이블이 정적으로 유지되거나 움직임을 경험하는지 고려해야합니다.

표준 POF는 유연성 때문에 선택되어서는 안 됩니다. 가혹한 산업 환경에서 엔지니어들은 온도 등급, 최소 구부러지기 반지름, 튼튼성 및 굽기 제한,재킷 구조, 및 설치 조건이 함께 있습니다.

이것은 특히 고온 지역, 높은 EMI 시스템, 전력 전자제품, 에너지 장비 및 케이블이 장기적인 스트레스에 노출되는 설비에 중요합니다.

깨끗 하고 낮은 스트레스 를 받는 실내 환경 에서 작동 하는 케이블 은 열, 진동, 그리고 좁은 경로 를 가진 전기 캐비닛 에 적합 하지 않을 수 있다. 핵심 의 질문 은 단순 히 '섬유 가 굽을 수 있는가?'는 것 이 아니다.그러나 실제 작동 조건에서 구부러진 후 섬유가 광적으로 안정적으로 유지 될 수 있습니까?♪♪

높은 EMI 환경에서 POF는 광학 전송이 구리 신호 라인처럼 전자기 간섭에 영향을 받지 않기 때문에 종종 선택됩니다.이것은 POF를 산업 통제에 귀중하게 만듭니다., 전력전자, 전기적으로 시끄러운 시스템.

하지만 EMI 저항은 자동으로 전체 연결 신뢰성을 보장하지 않습니다. POF 연결은 전자기 소음을 피할 수 있습니다.또는 마이크로 굽기.

높은 EMI 시스템에서 올바른 엔지니어링 접근법은 광학 성능과 기계적 신뢰성을 함께 처리하는 것입니다. 연결은 전기 간섭으로부터 보호되어야합니다.하지만 시간이 지남에 따라 안정적인 약화도 유지해야 합니다..

• 단단한 곡선을 피하고 케이블 특유의 최소 굽기 반지름을 따르십시오.

• 초기 의사소통의 성공이 장기적인 신뢰성을 증명한다고 가정하지 마십시오.

• 높은 온도, 진동, 반복적인 움직임에 주의하십시오.

• 눈에 보이는 거시적인 굴곡이 아니라 미세한 굴곡을 숨겨진 위험으로 간주하세요.

• 실제 작동 환경에 따라 케이블 구조와 재료를 선택합니다.

• 장기적인 안정성이 중요한 경우 광적 한계와 약화 행동을 평가합니다.

높은 EMI 시스템에서 POF는 강력한 솔루션이 될 수 있지만, 그 굽기 신뢰성이 제어 될 때만 가능합니다. 유연한 섬유가 유용합니다.실제 스트레스와 온도 하에서 안정적인 섬유는 시간이 지남에 따라 시스템을 작동 유지하는 것입니다.

플라스틱 광섬유 는 구부러질 때 핵 내부 의 안내 된 빛 경로 를 변화 시 신호 를 잃게 된다. 구부러지는 것 이 너무 단단하면 빛 의 일부 가 빠져나오거나 흩어질 수도 있고, 적절 히 포착 되지 않을 수도 있다.이것은 구부러진 손실을 만들고 약화 증가.

매크로 굽는 것은 좁은 구석 주위를 돌리는 케이블과 같은 눈에 보이는 굽는 것입니다. 마이크로 굽는 것은 외부에서 눈에 띄지 않을 수있는 소규모 변형입니다.거시적인 굴곡은 즉각적인 손실을 초래할 수 있습니다., 마이크로 굽는 것은 종종 점진적인 장기적 약화 증가에 기여합니다.

POF는 처음에는 정상적으로 작동할 수 있습니다. 왜냐하면 초기 광학 경계는 통신에 충분할 수 있기 때문입니다. 시간이 지남에 따라, 굽는 스트레스, 열, 마이크로 균열,그리고 굴절 지수 왜곡은 저하를 증가시킬 수 있습니다남은 마진이 너무 작아지면 신호 불안정성이나 장애가 나타날 수 있습니다.

온도는 구부리점에서의 스트레스 관련 붕괴를 가속화합니다. 특히 60~90°C 정도의 뜨거운 산업 환경에서 또는 열 순환 아래에서 스트레스 완화, 미세 결함 개발,그리고 영구적인 광학 손상은 실온보다 더 빨리 발생할 수 있습니다..

엔지니어들은 굴곡 반지름을 조절하고, 케이블을 단단히 고정하지 않고,제품별 굽기 및 굽기 제한을 확인, 그리고 실제 온도, 움직임 및 스트레스 조건에 적합한 POF를 선택합니다.

표준 POF는 일부 EMI 민감한 애플리케이션에 적합할 수 있지만, 높은 EMI 사용 자체는 유일한 선택 요인이 아닙니다. 엔지니어들은 또한 온도 등급, 구부리 반지름,재킷 구조, 팽창 및 굽기 제한, 케이블 선택 전에 예상되는 장기 기계적 스트레스.