Bir deniz mühendisliği ekibi, denetim amaçlı ROV için uzun bir fiber optik bağlantı kablosuna ihtiyaç duyabilir. Kablo suda nötre yakın yüzdürme sağlamalı, video ve telemetriyi güvenilir biçimde iletmeli, toplama sırasında oluşan yüklere dayanmalı ve aracın su altı arayüzüyle eşleşmelidir. Makaradayken optik şartları karşılayan bir kablo, uç sonlandırması çekme kuvvetini konektöre aktarıyorsa veya çalışma derinliğinde yüzdürme değişiyorsa kullanıma uygun olmayabilir.
Sistemi yüzeydeki optik donanım ve vinçten başlayarak aracın optik portuna ve mekanik bağlantı noktasına kadar tanımlayın. Bu rehber kabloyu, iki ucunu ve kabul testlerini tek bir teklif talebinde (RFQ) belirtmeye yardımcı olur. DEV CABLE’ın özel nötr yüzer ROV bağlantı kabloları teknik değerlendirme için başlangıç noktası sağlar.
Fiber optik ROV kablosunun tasarımı neden önemlidir?
Optik hat, uzaktan kumandalı su altı aracı ile yüzey ekipmanı arasında uzun mesafelerde video, kumanda komutları, telemetri ve sensör verilerini taşır. Yalnızca fiber içeren kablo haberleşme içindir. Aracın beslemesi için üzerindeki bataryalar gibi ayrı bir güç kaynağı gerekir. Optik cihazların çift yönlü tek fiber mi yoksa gönderim ve alım için ayrı fiberler mi kullandığını doğrulayın.
Diğer koşullar aynıyken daha ince bir kablo çapraz akıntıya daha küçük bir yüzey sunar ve hidrodinamik sürüklemeyi azaltabilir. Suya verilen kablo uzunluğu, akıntı hızı, kablonun aldığı şekil ve akıntıya göre yönü de iticilerin karşılaması gereken kuvveti etkiler. Nötre yakın yüzdürme, kablonun sudaki görünür ağırlığını azaltır. Akıntı kuvveti devam eder ve kablo yapılara doğru sürüklenebilir veya araçtaki bağlantı noktasına yük bindirebilir.
Seyir, çalışma ve toplama koşullarını ayrı ayrı değerlendirin. Küçük çap, yük taşıyıcı elemanlar veya yüzdürme malzemesi için ayrılan alanı daraltabilir. Daha kalın kablo tambur kapasitesini azaltabilir. Şartnameye aracın itki rezervini, suya verilmesi öngörülen uzunluğu ve indirme, çalışma ve geri alma yüklerini yansıtın.
Komple fiber optik ROV kablo takımının bileşenleri
Üç bileşeni birlikte değerlendirin. ROV bağlantı kablosu optik hattı, kablo boyunca dağıtılmış yüzdürmeyi ve yük taşıyıcı elemanları sağlar. Su altı fiber optik konektörü ayrılabilir bir optik arayüz ve tanımlı bir basınç veya sızdırmazlık sınırı oluşturur. Gerilim giderici ve mekanik yük sonlandırması bükülmeyi kontrol eder ve çekme kuvvetini belirlenen bağlantı noktasına aktarır. Esnek bir kılıf, çıkıştaki keskin bükülmeyi sınırlar. Eksenel kuvveti taşıyabilmesi için mekanik sonlandırmanın kablonun yük taşıyıcı elemanlarını kavraması gerekir.
Sonlandırılmamış kabloya uç donanımı takılmaz. Konektörlü kablonun bir veya iki ucuna konektör takılır. Mühendisliği tamamlanmış bir kablo takımında ise uç arayüzleri, sızdırmazlık, yük aktarım yolu ve kabul ölçütleri tanımlanır. Her uç için teslim kapsamını belirtin. Örneğin araç tarafında su altına uygun kablo tipi fiş ve şase ankrajı gerekebilir. Yüzey ucu bir makara veya muhafazaya bağlanabilir. Kablo girişindeki sızdırmazlığı, optik kayıp ölçümünü ve çekme yükünün şaseye ya da vince aktarım noktasını inceleyin.
Tek modlu fiber optik kablonun yapısı
Yalnızca optik fiber içeren olası bir tasarımın katmanları aşağıda merkezden dışa doğru sıralanmıştır. Katman sırası ve boyutları mekanik, basınç ve yüzdürme gereksinimlerine göre belirlenir.
- Tek modlu optik fiber veri yoludur. Fiber tipini ve test dalga boylarını alıcı-vericilere ve tamburdaki optik donanıma uygun seçin.
- Gevşek tüp fiberi korur ve kontrollü hareket alanı bırakarak kablodaki gerinimin cama aktarılmasını azaltır.
- Opsiyonel paslanmaz çelik spiral optik birim çevresinde bölgesel mekanik koruma sağlar. Kullanmadan önce kütlesini, rijitliğini ve bükülme davranışını değerlendirin.
- HDPE iç kılıf optik birimi korur ve takviye için bir alt katman oluşturur.
- Aramid takviye iplikleri uygun bir mekanik sonlandırmaya sabitlendiğinde eksenel kuvveti taşır. İplik yerleşimi ve sabitleme yöntemi yük dağılımını etkiler.
- Köpüklü poliüretan katman kablonun ortalama yoğunluğunu azaltır. Köpüğün yoğunluğu, kalınlığı ve sıkışmaya direnci kullanılabilir yüzdürme aralığını etkiler.
- Dayanıklı sarı poliüretan dış kılıf görünürlüğü yüksek bir aşınma yüzeyi sağlar. Aşınma direncini ve su, elleçleme donanımı ve beklenen maruziyetle uyumu belirtin.
Kılıf hasar gördüğünde suyun kablo boyunca ilerlemesi sınırlandırılacaksa boyuna su blokajını ayrıca değerlendirin. Hem kablonun yapısı hem de uçlardaki contalar bu davranışı etkiler.
Nötr yüzdürme nasıl sağlanır?
Suya batmış kabloya, yerini değiştirdiği suyun ağırlığına eşit bir kaldırma kuvveti etki eder. Kesiti sabit bir kablonun metre başına kütlesini, bir metresinin yer değiştirdiği suyun kütlesiyle karşılaştırın. Kütleler eşitse net düşey kuvvet yaklaşık sıfırdır. Kablo kütlesi daha azsa pozitif yüzdürme oluşur. Aynı hacimde deniz suyunda yer değiştiren kütle genellikle tatlı sudakinden daha fazladır, çünkü deniz suyunun yoğunluğu daha yüksektir. NOAA’nın deniz suyu yoğunluğu açıklaması
Bağıl yoğunluk, kablonun ortalama yoğunluğunun referans su yoğunluğuna oranıdır. 1,0 civarındaki bir değer ancak referans koşulları belirtilmişse anlamlıdır. Su türünü, tuzluluğu, sıcaklığı, basıncı ve metre başına izin verilen görünür ağırlığı kararlaştırın. Köpük yoğunluğu, kılıf kalınlığı, çelik miktarı ve aramid takviyesi kabloyu tolerans aralığının dışına çıkarabilir. Derinlikte köpüğün sıkışması, yer değiştiren su hacmini ve dolayısıyla kaldırma kuvvetini azaltabilir.
Sonlandırılmamış kablonun yüzdürmesini belirtin ve bitmiş kablo takımını ayrıca değerlendirin. Uzun kablo bölümü nötre yakın davransa bile metal konektör ve ankrajlar yerel aşağı yönlü yük oluşturabilir. Gerekli hafif pozitif yüzdürmeyi veya izin verilen uç yükünü beklenen çalışma koşullarına göre tanımlayın.
Su altı fiber optik konektörleri nasıl seçilir?
Her uç için karşı parçanın parça numarası ve teknik çizimiyle başlayın. Tek modlu fiber tipini, kanal sayısını, optik arayüzü veya gerekiyorsa parlatma biçimini, anahtarlamayı, kilitlemeyi ve sızdırmazlık geometrisini doğrulayın. Panel tipi konektör muhafaza veya panelden geçirilerek takılır. Kablo tipi konektör kablonun ucuna takılır. Birbirine bağlanacak parçaları tam olarak belirtin. Aynı ürün ailesinden olmaları veya gövde çaplarının eşit olması tek başına uyumluluk göstermez.
Kuru bağlantılı (dry-mate) konektör suya indirilmeden önce kuru ortamda birleştirilir. Islak bağlantılı (wet-mate) konektör üreticinin uygunluğunu doğruladığı koşullarda su altında birleştirilebilir. Birleşik ve ayrık durumdaki basınç sınırlarını, bağlantı koşullarını ve çevrim sayısını, koruyucu kapak gereksinimlerini ve kablo giriş contasını kontrol edin. Korozyona dayanıklı gövde malzemeleri arasında 316L paslanmaz çelik bulunabilir. Montaj malzemeleri ve su kimyasıyla uyumu değerlendirin, ardından tam konektör ve kablo sonlandırmasının basınç kalifikasyonunu doğrulayın. TE Connectivity’nin su altı optik arayüzleri özeti
Çalışma dalga boylarında her bağlı konektör çifti için azami ekleme kaybını belirtin. Pozitif geri dönüş kaybı (RL) için gerekiyorsa tanımlı arayüzde RL ≥ 40 dB gibi bir alt sınır koyun. Daha büyük pozitif değer daha az yansıyan güç demektir. Tedarikçi tekil olay yansımasını negatif değerle veriyorsa işaret kuralını açıkça belirtin. Tek konektörün yansıma sınırını tüm optik hattın geri dönüş kaybından ayrı değerlendirin. Corning’in optik kayıp tanımları
Çekme dayanımı, gerilim giderme ve kablo elleçleme
Emniyetli çalışma yükü (SWL) belirlenen kullanım koşullarında izin verilen yüktür. Asgari kopma yükü tahribatlı deney için ayrı bir eşiktir. İki değeri de yük durumları ve tasarım esaslarıyla birlikte isteyin. Kablo takımının izin verilen yükü, kablo, mekanik sonlandırma ve bağlantı donanımı dahil olmak üzere kalifiye edilmiş en zayıf yük taşıyıcı parçayla sınırlıdır. Mekanik sonlandırma, çekme kuvvetini aramid elemanlardan belirlenen montaj noktasına iletir ve optik arayüzü bu yükten korur.
Sabit konumda veya depolanan kablo için statik bükülme yarıçapını, salma, toplama ve tekrarlı bükülme için dinamik bükülme yarıçapını tanımlayın. Tambur göbeğini, makaraları, kılavuzları, giriş açısını ve sarım gerginliğini dinamik sınıra göre kontrol edin. Yük altında tekrarlı bükülme yorulmaya veya optik kaybın artmasına yol açabilir. Mekanik testler için temsili yükler, çevrim sayıları, yarıçaplar ve optik kabul sınırlarını belirleyin. Önemli pik yükler oluşturuyorsa ilk hareketi, geri almayı ve gemi hareketini de hesaba katın.
Örnek: Uzun tek modlu fiber optik ROV kablosu şartnamesi
Aşağıdaki değerler projeye özel bir alıcı şartnamesi örneğidir. Genel ROV kablo değerleri veya DEV CABLE’ın doğrulanmış ürün performansı değildir. Nihai değerlerin mühendislik incelemesi ve doğrulamayla belirlenmesi gerekir.
| Teklif talebi parametresi | Örnek alıcı gereksinimi |
|---|---|
| Kablo uzunluğu | Yaklaşık 500 m |
| Optik fiber | Bir tek modlu fiber |
| Kablo dış çapı (OD) | 9,0 ± 0,3 mm |
| Hedef bağıl yoğunluk | 1,0 ± 0,03, referans ve test koşulları kararlaştırılacak |
| Kablonun emniyetli çalışma yükü | Yaklaşık 130 kgf |
| Mekanik sonlandırmanın çalışma yükü | 200 kgf, kalifikasyona bağlı |
| Dış kılıf | Sarı poliüretan |
| 1310 nm’de fiber zayıflaması | ≤ 0,45 dB/km |
| 1550 nm’de fiber zayıflaması | ≤ 0,35 dB/km |
| Hidrostatik kalifikasyon testi | 5 MPa (50 bar), iki saat basınç altında bekletme |
Nominal 500 m (0,5 km) uzunlukta yalnızca fiberden kaynaklanan azami zayıflama 1310 nm’de 0,225 dB (0,45 × 0,5) ve 1550 nm’de 0,175 dB (0,35 × 0,5) olur. Konektör, ek ve diğer sistem kayıpları bu değerlere dahil değildir. Tam kayıp bütçesine azami kurulu uzunluğu, tüm konektör çiftlerini ve fiber eklerini, varsa döner optik bağlantıyı ve kararlaştırılan payı dahil edin.
Sonlandırma için 200 kgf hedefi, kablonun yaklaşık 130 kgf çalışma yükünü yükseltmez. Kalifiye edilmiş diğer bileşenler ve gerçek kullanım koşulları takımı daha da sınırlayabilir. 50 bar altında bekletme, bir hidrostatik test koşulunu tanımlar. Sürekli çalışma derinliği için belirtilen konfigürasyonun, maruz kalma süresinin ve basınç çevrimlerinin ayrıca kalifiye edilmesi gerekir.
Test ve kalite gereksinimleri
Üretimden önce test numunesi, yöntem, koşullar, kabul sınırları ve raporlama üzerinde anlaşın. Hangi kontrollerin tasarımı kalifiye ettiğini ve hangilerinin her bitmiş takıma veya örnekleme yoluyla uygulanacağını belirleyin.
- Fiber zayıflaması, belirli dalga boylarında dağılımlı optik kaybı ölçer ve genellikle dB/km ile ifade edilir. Bitmiş hattın uçtan uca ölçümü dB cinsindendir ve belirlenen arayüzleri de içerir.
- Konektör ekleme kaybı, bağlı arayüzün belirlenen referansa göre eklediği kayıptır. Geri dönüş kaybı, belirtilen arayüz veya hattan geri dönen ışığı nicelendirir.
- Optik zaman alanı reflektometrisi (OTDR) ek, bükülme ve yansıma gibi olayları fiber boyunca konumlandırır. İki kablo ucunu ayırt etmek için uygun başlangıç ve sonlandırma fiberleriyle ölçüm ayarlarını seçin. Uçtan uca kabul ölçümünde gerektiğinde referanslanmış bir ışık kaynağı ve optik güç ölçer kullanın. EXFO’nun OTDR başlangıç ve son fiberleri rehberi
- Hidrostatik test, kararlaştırılan yapılandırmayı belirtilen basınç, bekletme süresi ve çevrimlerle sınar. Maruziyet sırasında ve sonrasında kontrol edilecek sızıntı veya optik kayıp değişimi gibi ölçütleri belirleyin.
- Çekme testi yük aktarımını, kaymayı ve yük altında optik kararlılığı denetler. Doğrulama yükü deneylerini ve tahribatlı kalifikasyon testlerini ayrı tanımlayın.
- Yüzdürme kontrolü, tanımlı su ve basınç koşullarında görünür ağırlığı veya kaldırma kuvvetini ölçer. Bükülme ve sarım ömür testleri, temsili yarıçap ve gerginlikte tekrarlı elleçleme sonrasındaki kablo davranışını değerlendirir.
- Nihai takım muayenesi uzunluğu, çapı, uç düzenini, optik uç yüzeylerini, işaretleri, koruyucu kapakları ve test kayıtlarının eksiksizliğini kontrol eder.
ROV kablosu teklif talebi kontrol listesi
Bu listeyi teklif talebinize ekleyin ve mühendislik incelemesine açık maddeleri işaretleyin.
- ROV uygulaması — araç, denetim görevi ve her iki uçtaki optik donanım.
- Çalışma derinliği — olağan ve azami derinlik, maruz kalma süresi ve çevrimler.
- Su türü — tatlı, deniz veya acı su, biliniyorsa tuzluluk ve sıcaklık.
- Kablo uzunluğu — her takım için belirli noktalar arasında ölçülen uzunluk ve tolerans.
- Fiber — tek modlu fiber tipi, fiber sayısı ve gönderim/alım düzeni.
- Optik sınırlar — dalga boyları, zayıflama, uçtan uca kayıp bütçesi ve yansıma sınırları.
- Azami dış çap — tolerans ve geçiş, tambur veya rakor sınırları.
- Yüzdürme — hedef ve tolerans, test koşulları ve izin verilen uç yükleri.
- Mekanik yükler — çalışma ve kopma yükleri, birimler ve kullanımdaki yük durumları.
- Bükülme yarıçapları — statik ve dinamik sınırlar, güzergâhtaki mevcut alan.
- Konektörler — teknik çizimler, karşı parça numaraları, panel veya kablo ucu montajı ve her uç için ıslak ya da kuru bağlantı.
- Gerilim giderme — montaj geometrisi, bükülme koruması ve eksenel yük yolu.
- Kablo elleçleme — salma ve geri alma yöntemi, tambur ve makara ölçüleri, çevrim sıklığı.
- Testler — yöntemler, kabul ölçütleri, raporlar ve teste nezaret gereksinimleri.
- Ticari bilgiler — adet, teslimat yeri ve istenen teslim tarihi.
Sık sorulan sorular
Nötr yüzer ROV kablosu nedir?
Tanımlı su koşullarında birim uzunluk başına görünür ağırlığı sıfıra yakın olacak şekilde tasarlanmış kablodur. Şartın yalnızca kabloya mı, bitmiş takıma mı yoksa her ikisine mi uygulandığını belirleyin.
Tek modlu fiber uzun ROV bağlantıları için uygun mu?
Alıcı-vericiler, dalga boyları ve kayıp bütçesi mesafeye uygunsa kullanılabilir. Optik donanımı seçmeden önce sonlandırma, fiber eki ve varsa döner optik bağlantı kayıplarını hesaba katın.
Fiber optik ROV kablosu deniz suyuna göre tasarlanabilir mi?
Evet. Yüzdürmeyi beklenen tuzluluk, sıcaklık ve derinliğe göre belirleyin. Kılıfı, contaları ve sonlandırma malzemelerini aynı koşullara göre değerlendirin.
Su altı fiber optik konektörleri nasıl seçilir?
Donanımın tam eşleşme arayüzünü belirleyin. Optik performansı, basıncı ve bağlantı koşullarını doğrulayın. Kablo giriş contasının ve uç donanımının seçilen dış çap ve kılıfla uyumunu kontrol edin.
Kablonun çalışma yükü ile sonlandırmanın dayanımı arasındaki fark nedir?
Kablo çalışma yükü, tanımlı kullanım koşullarındaki kablo için geçerlidir. Sonlandırma dayanımı, donanımın ve ankraj yönteminin kendi test koşullarındaki kapasitesidir. Takımın yük sınırını belirlerken karşılaştırılabilir çalışma değerleri kullanın.
Özel bir teklif için hangi bilgiler gerekir?
Uzunluk, su türü ve derinliği, fiber sayısı, yüzdürme, yükler, iki uç arayüzü ve adetle başlayın. Eşleşen parçaların çizimlerini ve kabul ölçütlerini hazır olur olmaz paylaşın.
DEV CABLE özel fiber optik ROV kablo çözümleri
DEV CABLE özel ROV bağlantı kabloları tasarlar ve üretir. Fiber sayısı, kablo yapısı, dış çap, takviye, hedef yüzdürme, kılıf malzemesi ve uzunluk, uygulamaya göre değerlendirilip mühendislik çalışmasında doğrulanabilir. Konektörlü takımlar için DEV CABLE tekliften önce arayüz seçimini, sonlandırmanın uygulanabilirliğini ve gerekli kalifikasyonu değerlendirir.
