گروه مهندسی دریایی که یک وسیله زیرآبی کنترل از راه دور (ROV) را برای بازرسی آماده می‌کند، به تتر فیبر نوری بلند با شناوری نزدیک به خنثی نیاز دارد. کابل باید تصویر و داده‌های تله‌متری را پایدار منتقل کند، بار بازیابی را تحمل کند و با رابط زیرآبی وسیله سازگار باشد. کابلی که روی قرقره الزامات نوری را برآورده می‌کند، ممکن است در کار مناسب نباشد، مثلاً اگر بار کشش از کانکتور عبور کند یا شناوری در عمق کاری تغییر کند.
مشخصات را برای کل سامانه، از تجهیزات نوری و وینچ در سطح تا درگاه نوری و نقطه اتصال مکانیکی روی وسیله، تعیین کنید. این راهنما نشان می‌دهد چگونه کابل، هر دو سر و آزمون‌های پذیرش را در یک درخواست قیمت (RFQ) تعریف کنید. برای آغاز بررسی طراحی می‌توان به کابل‌های تتر سفارشی ROV با شناوری خنثی شرکت DEV CABLE رجوع کرد.
چرا طراحی کابل تتر فیبر نوری ROV اهمیت دارد؟
پیوند نوری می‌تواند تصویر، فرمان‌های کنترل، داده‌های تله‌متری و اطلاعات حسگرها را بین وسیله و تجهیزات سطحی در مسافت زیاد منتقل کند. تتر صرفاً فیبر نوری برای ارتباطات است و وسیله به منبع برق جداگانه، مانند باتری روی خود وسیله، نیاز دارد. مشخص کنید تجهیزات نوری از یک فیبر برای ارتباط دوسویه استفاده می‌کنند یا برای ارسال و دریافت به فیبرهای جداگانه نیاز دارند.
در شرایط یکسان، کابل باریک‌تر سطح کمتری در معرض جریان عرضی قرار می‌دهد و می‌تواند نیروی پسا را کاهش دهد. طول کابل بازشده، سرعت جریان، شکل و راستای کابل نیز بر نیرویی که پیشران‌ها باید جبران کنند اثر دارد. شناوری نزدیک به خنثی وزن ظاهری تتر را در آب کم می‌کند. نیروی پسا همچنان وجود دارد و جریان می‌تواند کابل را به سمت سازه‌ها ببرد یا به نقطه اتصال وسیله بار وارد کند.
شرایط حرکت، کار و بازیابی را جداگانه بررسی کنید. قطر کوچک‌تر می‌تواند فضای اعضای تحمل کشش یا ماده شناوری را محدود کند و قطر بزرگ‌تر ظرفیت طولی درام را کاهش می‌دهد. حاشیه نیروی رانش، طول موردنیاز برای بازکردن کابل و بارهای هنگام به‌آب‌اندازی، کار و بازیابی را در مشخصات لحاظ کنید.
مجموعه کامل کابل تتر فیبر نوری ROV چه اجزایی دارد؟
سه بخش را با هم بررسی کنید. کابل تتر مسیر انتقال نوری، شناوری توزیع‌شده در طول کابل و اعضای تحمل کشش را فراهم می‌کند. کانکتور فیبر نوری زیرآبی رابط نوری جداشدنی و مرز مشخص تحمل فشار یا آب‌بندی را فراهم می‌کند. محافظ خمش و سرمهار انتقال بار خمش را کنترل می‌کنند و بار کشش را به نقطه مهار تعیین‌شده انتقال می‌دهند. غلاف انعطاف‌پذیر محافظ، خمش کابل را در محل خروج محدود می‌کند و سرمهاری که اعضای مقاوم را می‌گیرد باید بار محوری را تحمل کند.
کابل بدون سر‌بندی بدون قطعات انتهایی نصب‌شده تحویل داده می‌شود. کابل کانکتوردار در یک یا هر دو سر کانکتور دارد. در مجموعه کامل، رابط‌های دو سر، آب‌بندی‌ها، مسیرهای انتقال بار و معیارهای پذیرش پیکربندی نهایی مشخص می‌شوند. دامنه تأمین را برای هر سر جداگانه تعیین کنید. برای مثال، سمت وسیله ممکن است به فیش زیرآبی انتهای کابل و مهار قاب نیاز داشته باشد و سمت سطح به قرقره یا محفظه متصل شود. شیوه آب‌بندی ورودی کابل، روش اندازه‌گیری افت نوری و محل انتقال نیروی کشش به قاب یا وینچ را بررسی کنید.
ساختار کابل فیبر نوری تک‌مد
در یک نمونه طرح برای کابل صرفاً فیبر نوری، لایه‌ها از مرکز به بیرون به ترتیب زیر قرار می‌گیرند. ابعاد و ترتیب آن‌ها به نیازهای مکانیکی، فشار و شناوری بستگی دارد.
- فیبر نوری تک‌مد (SMF) مسیر انتقال داده است. نوع فیبر و طول موج آزمون را متناسب با فرستنده‌گیرنده‌ها و قطعات نوری نصب‌شده روی قرقره انتخاب کنید.
- لوله محافظ آزاد از فیبر محافظت می‌کند و اجازه جابه‌جایی محدود می‌دهد تا کرنش کابل کمتر به رشته شیشه‌ای منتقل شود.
- مارپیچ اختیاری فولاد زنگ‌نزن محافظت مکانیکی موضعی پیرامون واحد نوری ایجاد می‌کند. پیش از انتخاب، جرم، سختی و رفتار خمشی آن را ارزیابی کنید.
- روکش داخلی پلی‌اتیلن چگالی بالا (HDPE) واحد نوری را می‌پوشاند و زیرلایه‌ای برای تقویت فراهم می‌کند.
- نخ تقویتی آرامید هنگامی بار محوری را می‌گیرد که سرمهار سازگار آن را محکم نگه دارد. آرایش و نحوه مهار نخ‌ها بر توزیع بار اثر دارد.
- لایه فوم پلی‌یورتان چگالی میانگین کابل را کاهش می‌دهد. چگالی، ضخامت و مقاومت آن در برابر فشردگی محدوده شناوری قابل دستیابی را تعیین می‌کنند.
- روکش بیرونی زرد و مقاوم پلی‌یورتان سطحی محافظ و قابل رؤیت فراهم می‌کند. مقاومت سایشی لازم و سازگاری با آب، تجهیزات جابه‌جایی و شرایط مواجهه پیش‌بینی‌شده را مشخص کنید.
اگر لازم است پس از آسیب روکش از پیشروی آب در طول کابل جلوگیری شود، آب‌بندی طولی را جداگانه بررسی کنید. ساختار کابل و آب‌بندی دو سر آن هر دو در این رفتار نقش دارند.
شناوری خنثی چگونه به دست می‌آید؟
به تتر غوطه‌ور نیرویی رو به بالا برابر وزن آب جابه‌جاشده وارد می‌شود. برای کابلی با مقطع یکنواخت، جرم هر متر کابل را با جرم آب جابه‌جاشده به‌ازای آن طول مقایسه کنید. اگر دو جرم برابر باشند، نیروی خالص عمودی نزدیک به صفر است. اگر جرم کابل کمتر باشد، شناوری مثبت خواهد بود. با حجم جابه‌جایی یکسان، جرم آب جابه‌جاشده در آب دریا معمولاً بیشتر از آب شیرین است، زیرا آب دریا عموماً چگال‌تر است. توضیح چگالی آب دریا از NOAA
چگالی نسبی، چگالی میانگین کابل را با چگالی آب مرجع مقایسه می‌کند. مقدار نزدیک به 1.0 زمانی معنا دارد که شرایط مرجع مشخص باشد. درباره نوع آب، شوری، دما، فشار و وزن ظاهری مجاز به‌ازای هر متر توافق کنید. تغییر چگالی فوم، ضخامت روکش، میزان فولاد یا تقویت آرامید می‌تواند کابل را از محدوده رواداری خارج کند. در عمق، فشرده‌شدن فوم ممکن است حجم آب جابه‌جاشده و در نتیجه شناوری را کاهش دهد.
شناوری کابل بدون قطعات انتهایی را مشخص کنید و مجموعه تکمیل‌شده را جداگانه بسنجید. کانکتورها و مهارهای فلزی حتی در صورت خنثی‌بودن تقریبی بخش بلند کابل می‌توانند به‌صورت موضعی بار رو به پایین ایجاد کنند. اگر وسیله به اندکی شناوری مثبت نیاز دارد یا بار انتهایی محدود است، مقدار را برای شرایط کاری مورد انتظار تعیین کنید.
انتخاب کانکتور فیبر نوری زیرآبی
با شماره قطعه جفت‌شونده و نقشه آن در هر سر آغاز کنید. نوع فیبر تک‌مد، تعداد کانال‌ها، رابط نوری یا پرداخت سطح در صورت کاربرد، کلید جهت‌دهی، سازوکار اتصال و هندسه آب‌بندی را بررسی کنید. کانکتور عبوری از دیواره روی پنل یا دیواره محفظه نصب می‌شود. کانکتور سرکابلی در انتهای تتر نصب می‌شود. جفت دقیق را تعیین کنید، چون نام سری یا قطر یکسان بدنه برای اثبات سازگاری کافی نیست.
کانکتور اتصال خشک پیش از به‌آب‌اندازی و در شرایط خشک جفت می‌شود. کانکتور اتصال تر در شرایطی که سازنده صلاحیت آن را تأیید کرده، زیر آب جفت می‌شود. فشار مجاز در حالت جفت و جدا، شرایط و تعداد دفعات جفت‌کردن، الزامات درپوش و آب‌بندی ورودی کابل را بررسی کنید. فولاد زنگ‌نزن 316L از گزینه‌های بدنه مقاوم به خوردگی است. تناسب آن را با مواد محل نصب و ترکیب شیمیایی آب بسنجید، سپس تأییدیه فشار را برای همان کانکتور و سر‌بندی انتخاب‌شده بررسی کنید. مرور رابط‌های نوری زیرآبی از TE Connectivity
برای هر جفت متصل، حداکثر افت درج را در طول موج‌های کاری تعیین کنید. برای افت بازگشتی (RL) که مثبت بیان می‌شود، در صورت کاربرد حداقل تعیین کنید، مانند RL ≥ 40 dB برای یک رابط مشخص. مقدار مثبت بزرگ‌تر یعنی توان بازتابی کمتر است. اگر تأمین‌کننده بازتابندگی موضعی را با مقدار منفی نشان می‌دهد، این قرارداد را صریح بنویسید. حد بازتاب یک کانکتور را از افت بازگشتی کل پیوند جدا کنید. تعریف‌های افت نوری از Corning
استحکام کششی، مهار کشش و نحوه کار با کابل
بار کاری ایمن (SWL) بار مجاز در شرایط کاری مشخص است. حداقل بار گسیختگی آستانه دیگری است که با آزمون مخرب بررسی می‌شود. هر دو مقدار را همراه با حالت‌های بارگذاری و مبنای طراحی درخواست کنید. مجازترین بار برای مجموعه کامل به کمترین حد مجاز اجزای تأییدشده در مسیر بار، از جمله کابل، سرمهار انتقال بار و قطعات نصب، محدود است. سرمهار باید کشش را از اعضای آرامیدی به تکیه‌گاه تعیین‌شده منتقل کند تا رابط نوری زیر آن بار قرار نگیرد.
برای کابل نصب‌شده یا انبارشده شعاع خمش ایستا و برای بازکردن، جمع‌کردن و خمش تکراری شعاع خمش پویا را مشخص کنید. مغزی درام، قرقره‌های راهنما، هدایت‌کننده کابل، زاویه ورود و کشش جمع‌کردن را با حد پویا تطبیق دهید. خمش تکراری زیر کشش می‌تواند خستگی یا افزایش افت نوری ایجاد کند. برای آزمون مکانیکی درباره بارهای نمونه، تعداد چرخه‌ها، شعاع‌ها و حدود پذیرش نوری توافق کنید. راه‌اندازی، بازیابی و حرکت شناور را هرجا که بار اوج قابل توجه دارند لحاظ کنید.
نمونه مشخصات تتر بلند تک‌مد برای ROV
این مقادیر نمونه‌ای از الزامات خرید برای یک پروژه مشخص‌اند. آن‌ها ظرفیت عمومی تترهای ROV یا عملکرد تأییدشده محصولات DEV CABLE را نشان نمی‌دهند. مقادیر نهایی به بررسی مهندسی و اعتبارسنجی نیاز دارند.
| بند استعلام قیمت | نمونه الزام خریدار |
|---|---|
| طول کابل | حدود 500 m |
| فیبر نوری | یک رشته فیبر تک‌مد |
| قطر خارجی کابل (OD) | 9.0 ± 0.3 mm |
| چگالی نسبی هدف | 1.0 ± 0.03، با توافق بر مرجع و شرایط آزمون |
| بار کاری ایمن کابل | حدود 130 kgf |
| بار کاری سرمهار | 200 kgf، مشروط به احراز صلاحیت |
| روکش بیرونی | پلی‌یورتان زرد |
| تضعیف فیبر در 1310 nm | ≤ 0.45 dB/km |
| تضعیف فیبر در 1550 nm | ≤ 0.35 dB/km |
| آزمون احراز صلاحیت هیدرواستاتیکی | 5 MPa (50 bar)، نگهداشت فشار به‌مدت دو ساعت |
در طول اسمی 500 m (0.5 km)، حداکثر تضعیف خود فیبر 0.225 dB در 1310 nm (0.45 × 0.5) و 0.175 dB در 1550 nm (0.35 × 0.5) است. این مقادیر افت کانکتورها، پیوندهای فیبر و سایر افت‌های سامانه را در بر نمی‌گیرند. بودجه افت کامل را براساس حداکثر طول نصب، تمام جفت‌کانکتورها و پیوندها، اتصال گردان نوری در صورت وجود و حاشیه توافق‌شده محاسبه کنید.
بار هدف 200 kgf برای سرمهار، بار کاری حدود 130 kgf کابل را افزایش نمی‌دهد. اجزای تأییدشده دیگر و شرایط واقعی کار ممکن است حد مجموعه را باز هم پایین بیاورند. نگهداشت فشار در 50 bar یکی از شرایط آزمون هیدرواستاتیکی است. تعیین عمق مجاز کار مداوم به احراز صلاحیت جداگانه برای پیکربندی، مدت مواجهه و چرخه‌های فشار نیاز دارد.
آزمون‌ها و الزامات کیفیت
پیش از تولید درباره نمونه، روش، شرایط، حدود قبولی و گزارش‌های موردنیاز توافق کنید. آزمون‌های احراز صلاحیت طراحی را از آزمون‌هایی که روی هر مجموعه نهایی یا به‌صورت نمونه‌برداری انجام می‌شوند جدا کنید.
- تضعیف فیبر افت نوری توزیع‌شده را در طول موج‌های تعیین‌شده اندازه می‌گیرد و معمولاً بر حسب dB/km گزارش می‌شود. افت دوسر پیوند نهایی بر حسب dB است و رابط‌های تعیین‌شده را نیز در بر می‌گیرد.
- افت درج کانکتور افت ایجادشده بر اثر رابط جفت‌شده را نسبت به مرجع توافق‌شده می‌سنجد. افت بازگشتی میزان نور بازگشتی از رابط یا پیوند مشخص‌شده را بیان می‌کند.
- بازتاب‌سنجی نوری در حوزه زمان (OTDR) جای پیوندهای فیبر، خم‌ها و بازتاب‌ها را در طول فیبر نشان می‌دهد. فیبرهای راه‌انداز و دریافت و تنظیمات دستگاه را طوری انتخاب کنید که رخدادهای دو سر تتر قابل تشخیص باشند. در صورت نیاز برای پذیرش افت دوسر، از منبع نور و توان‌سنج با مرجع تنظیم‌شده استفاده کنید. راهنمای فیبرهای راه‌انداز و دریافت OTDR از EXFO
- آزمون هیدرواستاتیکی پیکربندی توافق‌شده را در فشار، زمان نگهداشت و تعداد چرخه‌های تعیین‌شده بررسی می‌کند. مواردی مانند نشتی و تغییر افت نوری را برای بازرسی یا اندازه‌گیری در حین و پس از آزمون مشخص کنید.
- آزمون کشش انتقال بار، لغزش و پایداری نوری زیر بار را بررسی می‌کند. آزمون بار اثبات و آزمون مخرب احراز صلاحیت را جداگانه مشخص کنید.
- بررسی شناوری وزن ظاهری یا نیروی رو به بالا را در آب و فشار تعریف‌شده اندازه می‌گیرد. آزمون دوام خمش و جمع‌کردن روی درام کابل را پس از تکرار کار در شعاع و کشش نماینده بررسی می‌کند.
- بازرسی نهایی مجموعه طول، قطر، آرایش دو سر، وضعیت سطح انتهایی نوری، نشانه‌گذاری، درپوش‌های محافظ و کامل‌بودن سوابق آزمون را تأیید می‌کند.
چک‌لیست استعلام قیمت کابل تتر ROV
این فهرست را در استعلام خود درج کنید و مواردی را که هنوز نیاز به بررسی مهندسی دارند مشخص کنید.
- کاربرد وسیله — مشخصات وسیله، مأموریت بازرسی و تجهیزات نوری در دو سر.
- عمق کاری — عمق معمول و بیشینه، مدت مواجهه و تعداد چرخه‌ها.
- نوع آب — شیرین، شور یا لب‌شور، همراه شوری و دما در صورت اطلاع.
- طول کابل — طول هر مجموعه بین نقاط تعیین‌شده، همراه رواداری.
- فیبر — نوع تک‌مد، تعداد رشته‌ها و آرایش ارسال و دریافت.
- حدود نوری — طول موج، تضعیف، بودجه افت دوسر و حدود بازتاب.
- حداکثر قطر خارجی — رواداری، فضای آزاد و محدودیت‌های درام یا گلند.
- شناوری — مقدار هدف، رواداری، شرایط آزمون و بارهای مجاز در دو سر.
- بارهای مکانیکی — بار کاری و گسیختگی، واحدها و حالات بارگذاری هنگام به‌کارگیری.
- شعاع خمش — حدود ایستا و پویا و فضای موجود برای عبور کابل.
- کانکتورها — نقشه‌ها، شماره قطعات جفت‌شونده، نوع پنلی یا سرکابلی و شرایط اتصال تر یا خشک برای هر سر.
- مهار کشش — هندسه نصب، حفاظت خمشی و مسیر بار محوری.
- به‌کارگیری — روش بازکردن و بازیابی، ابعاد درام و قرقره‌ها و بسامد چرخه‌ها.
- آزمون‌ها — روش، معیارهای پذیرش، گزارش و الزامات حضور ناظر.
- اطلاعات تجاری — تعداد، مقصد تحویل و تاریخ تحویل موردنیاز.
پرسش‌های متداول
کابل تتر ROV با شناوری خنثی چیست؟
تتری است که وزن ظاهری آن در واحد طول و در شرایط مشخص آب، نزدیک به صفر طراحی می‌شود. مشخص کنید که این الزام به بخش کابل بدون قطعات انتهایی، مجموعه نهایی یا هر دو مربوط است.
آیا فیبر تک‌مد برای تترهای بلند ROV مناسب است؟
بله، اگر فرستنده‌گیرنده‌ها، طول موج و بودجه افت پیوند با مسافت سازگار باشند. پیش از انتخاب تجهیزات نوری، افت سر‌بندی‌ها، پیوندهای فیبر و اتصال گردان احتمالی را نیز حساب کنید.
آیا می‌توان تتر فیبر نوری را برای آب دریا سفارشی کرد؟
بله. شناوری را برای شوری، دما و عمق پیش‌بینی‌شده تعیین کنید. روکش، آب‌بندی و مواد سر‌بندی را نیز برای همان محیط کار بررسی کنید.
کانکتور فیبر نوری زیرآبی چگونه انتخاب می‌شود؟
رابط دقیق جفت‌شونده تجهیزات را شناسایی و سپس عملکرد نوری، فشار و شرایط اتصال را تأیید کنید. آب‌بندی ورودی کابل و قطعات انتهایی را از نظر تناسب با قطر و روکش انتخابی بررسی کنید.
تفاوت بار کاری کابل با استحکام سرمهار چیست؟
بار کاری برای کابل و در شرایط مشخص تعریف می‌شود. استحکام سرمهار به قطعات و روش مهار در شرایط آزمون آن‌ها مربوط است. برای تعیین حد بار مجموعه، مقادیر کاری مربوط به شرایط قابل مقایسه را به‌کار ببرید.
برای دریافت پیشنهاد قیمت سفارشی چه اطلاعاتی لازم است؟
از طول، نوع آب و عمق، تعداد فیبر، شناوری، بارها، رابط هر دو سر و تعداد موردنیاز شروع کنید. نقشه قطعات جفت‌شونده و معیارهای پذیرش را به محض آماده‌شدن بفرستید.
کابل تتر فیبر نوری سفارشی ROV از DEV CABLE
DEV CABLE کابل تتر ROV را به‌صورت سفارشی طراحی و تولید می‌کند. تعداد فیبرها، ساختار کابل، قطر، تقویت، شناوری هدف، جنس روکش و طول را می‌توان متناسب با کاربرد بررسی و در مرحله مهندسی تأیید کرد. برای مجموعه کانکتوردار، انتخاب رابط، امکان اجرای سر‌بندی و احراز صلاحیت موردنیاز پیش از ارائه پیشنهاد قیمت بررسی می‌شود.
