प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर को अक्सर औद्योगिक संचार, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और उच्च ईएमआई वातावरण के लिए चुना जाता है क्योंकि यह विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए मजबूत प्रतिरक्षा प्रदान करता है।परिवर्तनशील आवृत्ति ड्राइव जैसे अनुप्रयोगों में, ऊर्जा भंडारण प्रणाली, पीसीएस/एसवीजी उपकरण और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स कैबिनेट, यह लाभ मूल्यवान हो सकता है।
हालांकि, एक व्यावहारिक मुद्दे को अक्सर कम करके आंका जाता हैः एक पीओएफ लिंक शुरुआत में सामान्य रूप से काम कर सकता है, फिर भी लंबे समय तक उपयोग के बाद अधिक क्षीणन दिखाता है।
इस प्रकार का प्रदर्शन परिवर्तन शायद ही कभी यादृच्छिक होता है। कई मामलों में, यह सामग्री व्यवहार, आंतरिक तनाव, थर्मल जोखिम, झुकने की स्थिति, कनेक्टर की गुणवत्ता और उम्र बढ़ने से संबंधित है।औद्योगिक प्रणालियों के लिए, मुख्य प्रश्न यह नहीं है कि क्या प्रारंभिक ऑप्टिकल हानि कम है, बल्कि क्या फाइबर समय के साथ पूर्वानुमानित सिग्नल ट्रांसमिशन बनाए रख सकता है।
औद्योगिक पीओएफ क्षीणन स्थिरताप्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर की क्षमता को संदर्भित करता है कि गर्मी, झुकने, आंतरिक तनाव, थर्मल साइकिल, ईएमआई वातावरण और उम्र बढ़ने के लिए लंबे समय तक जोखिम में पूर्वानुमानित सिग्नल ट्रांसमिशन बनाए रखने के लिए।यह इस बात पर ध्यान केंद्रित करता है कि वास्तविक सेवा जीवन के दौरान क्षीणन कितना बदलता है, न कि केवल उत्पादन या स्थापना के बाद मापा गया प्रारंभिक नुकसान।
आरंभिक क्षीणन केवल एक प्रारंभिक बिंदु है। यह दर्शाता है कि फाइबर एक विशिष्ट समय पर एक विशिष्ट परीक्षण स्थिति के तहत कैसे प्रदर्शन करता है।यह पूरी तरह से प्रकट नहीं करता है कि तापमान के संपर्क में आने के बाद सामग्री और संरचना सेवा जीवन के दौरान स्थिर रहेगी या नहीं, झुकने, या कैबिनेट स्तर पर थर्मल साइकिल।
यह औद्योगिक पीओएफ के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि ड्राइंग, एक्सट्रूज़न या वाइंडिंग के बाद फाइबर के अंदर आंतरिक तनाव पहले से मौजूद हो सकता है। फाइबर अभी भी प्रारंभिक ऑप्टिकल परीक्षण पास कर सकता है,लेकिन तनाव बाद में अपवर्तक सूचकांक विकृति में योगदान कर सकते हैं, सूक्ष्म दरारें, झुकने की संवेदनशीलता, और बढ़ी हुई फैलाव।
इंजीनियरिंग के संदर्भ में, वास्तविक जोखिम अक्सरसमय के साथ मंदी परिवर्तनएक स्वीकार्य प्रारंभिक क्षीणन के साथ एक केबल अभी भी अविश्वसनीय हो सकता है यदि गर्मी के संपर्क या दोहराया यांत्रिक तनाव के बाद अतिरिक्त नुकसान धीरे-धीरे विकसित होता है।
दीर्घकालिक पीओएफ सिग्नल स्थिरता विशेष रूप से उन प्रणालियों में महत्वपूर्ण है जहां संचार विश्वसनीयता को गर्मी, झुकने, थर्मल साइक्लिंग या विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के तहत बनाए रखा जाना चाहिए।विशिष्ट अनुप्रयोग क्षेत्रों में औद्योगिक संचार लिंक शामिल हैं, पावर सिस्टम, उच्च ईएमआई वातावरण, वीएफडी कैबिनेट, पीसीएस/एसवीजी सिस्टम और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स कंट्रोल कैबिनेट।
इन वातावरणों में, पीओएफ निरंतर गर्मी, स्थानीय हॉट स्पॉट, थर्मल साइकिल, कनेक्टर के पास झुकने और रूटिंग या स्थापना से संरचनात्मक संपीड़न के संपर्क में हो सकता है।इन कारकों के कारण हमेशा तुरंत विफलता नहीं होती, लेकिन वे धीरे-धीरे ऑप्टिकल पथ बदल सकते हैं और कमजोरी बढ़ा सकते हैं।
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प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर में तीन मुख्य हानि तंत्र
प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर के क्षीणन को मुख्य रूप से तीन हानि तंत्रों से प्रभावित किया जाता हैः सामग्री अवशोषण हानि, फैलाव हानि और संरचनात्मक हानि। ये तंत्र भिन्न हैं,और प्रत्येक एक अलग इंजीनियरिंग नियंत्रण रणनीति की आवश्यकता होती है.
| हानि तंत्र | मुख्य कारण | नियंत्रित करने योग्य | विशिष्ट अभियांत्रिकी नियंत्रण विधि | दीर्घकालिक स्थिरता प्रभाव |
|---|---|---|---|---|
| सामग्री अवशोषण हानि | बहुलक सामग्री गुण और कार्य तरंग दैर्ध्य | सीमित | उपयुक्त फाइबर सामग्री और ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य का चयन करें | बुनियादी ऑप्टिकल हानि तल को परिभाषित करता है |
| विसारक हानि | सूक्ष्म घनत्व में उतार-चढ़ाव, अशुद्धियाँ, बुलबुले, सूक्ष्म दरारें, अपवर्तन सूचकांक | उच्च से मध्यम | नियंत्रण सामग्री शुद्धता, तनाव, ड्राइंग, शीतलन और प्रक्रिया स्थिरता | दीर्घकालिक मंदी वृद्धि पर मजबूत प्रभाव |
| संरचनात्मक हानि | मैक्रो-बेंडिंग, माइक्रो-बेंडिंग, कनेक्टर हानि, अंत-तले की हानि | उच्च | केबल डिजाइन, रूटिंग, टर्मिनेशन, पॉलिशिंग और हैंडलिंग में सुधार | अक्सर स्थापित-लिंक विश्वसनीयता निर्धारित करता है |
सामग्री अवशोषण हानि पॉलिमर सामग्री ऑप्टिकल ऊर्जा को अवशोषित करने के तरीके से आती है। विभिन्न पॉलिमर अलग-अलग तरंग दैर्ध्य पर अलग-अलग व्यवहार करते हैं। पीओएफ अनुप्रयोगों में,पीएमएमए और फ्लोराइड पॉलिमर जैसे तरंग दैर्ध्य पर भिन्न ऑप्टिकल व्यवहार दिखा सकते हैं650 एनएम,520 एनएम, और850 एनएम.
कई पीएमएमए आधारित पीओएफ संरचनाओं में फ्लोराइड पॉलिमर क्लैडिंग के साथ एक पीएमएमए कोर का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार की संरचना में, कोर, क्लैडिंग, जैकेट,और ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य सभी प्रभाव अंतिम ऑप्टिकल व्यवहारहालांकि, अवशोषण हानि काफी हद तक सामग्री गुणों से जुड़ी होती है, इसलिए फैलाव हानि या संरचनात्मक हानि की तुलना में प्रक्रिया अनुकूलन के लिए जगह सीमित है।
इसलिए सामग्री चयन और तरंग दैर्ध्य मिलान को प्रारंभिक डिजाइन विचार के रूप में माना जाना चाहिए। एक बार सामग्री प्रणाली और तरंग दैर्ध्य तय हो जाने के बाद, उत्पादन नियंत्रण स्थिरता में सुधार कर सकता है,लेकिन यह पूरी तरह से पॉलिमर के आंतरिक अवशोषण व्यवहार को खत्म नहीं कर सकता है.
फैलाव हानि पीओएफ मंदता नियंत्रण में सबसे महत्वपूर्ण नियंत्रित कारकों में से एक है। यह तब होता है जब प्रकाश ऑप्टिकल पथ के अंदर या चारों ओर छोटी अनियमितताओं से परेशान होता है।इनमें सूक्ष्म घनत्व में उतार-चढ़ाव शामिल हो सकते हैं।, अशुद्धियों, बुलबुले, सूक्ष्म दरारें, और आंतरिक तनाव-प्रेरित अपवर्तक सूचकांक परिवर्तन।
पीओएफ अपघटन की तकनीकी चर्चाओं में, संचरण हानि को आमतौर पर अवशोषण और फैलाव तंत्र के माध्यम से समझा जाता है।बिखराव छोटे दोषों या अनियमितताओं जैसे बुलबुले से निकटता से संबंधित है, दरारें, घनत्व में उतार-चढ़ाव और अपवर्तक सूचकांक में उतार-चढ़ाव।
औद्योगिक पीओएफ के लिए, यह मायने रखता है क्योंकि फैलाव धीरे-धीरे बढ़ सकता है। एक फाइबर उत्पादन के बाद स्वीकार्य लग सकता है, लेकिन अगर आंतरिक तनाव, थर्मल चक्र, या उम्र बढ़ने नए सूक्ष्म दोष पैदा करता है,सेवा जीवन के दौरान क्षीणन बढ़ सकता हैइसलिए उच्च गुणवत्ता वाले औद्योगिक पीओएफ न केवल कच्चे माल के चयन पर निर्भर करते हैं, बल्कि स्थिर प्रक्रिया नियंत्रण और कम तनाव संरचना के गठन पर भी निर्भर करते हैं।
संरचनात्मक हानि भौतिक ज्यामिति और असेंबली की गुणवत्ता के कारण होती है। इसमें मैक्रो झुकने का नुकसान, माइक्रो-झुकने का नुकसान, कनेक्टर का नुकसान और अंत-तले का नुकसान शामिल है।
मैक्रो झुकना तब होता है जब फाइबर को बहुत तंग झुकने के साथ रूट किया जाता है। माइक्रो झुकना तब हो सकता है जब फाइबर को स्थानीय रूप से संपीड़ित, निचोड़ा या असमान रूप से समर्थित किया जाता है।कनेक्टर और अंत चेहरे के नुकसान काटने से प्रभावित होते हैं, चमकाने, संरेखण, संदूषण, और यांत्रिक फिट।
औद्योगिक संयंत्रों में संरचनात्मक हानि केवल केबल डिजाइन का मुद्दा नहीं है। हैंडलिंग और रूटिंग भी मायने रखती है। अत्यधिक तनाव, मोड़, दोहराए जाने वाले झुकने,और कनेक्टर्स के करीब तनाव ऑप्टिकल विशेषताओं को बिगड़ सकता हैइस कारण से, मंदी नियंत्रण में उत्पाद डिजाइन, समापन गुणवत्ता और स्थापना प्रथा शामिल होनी चाहिए।
आंतरिक तनाव एक छिपा विश्वसनीयता कारक है क्योंकि यह एक तत्काल विफलता पैदा नहीं कर सकता है। इसके बजाय यह एक ऐसी स्थिति पैदा कर सकता है जहां गर्मी, समय, झुकने के बाद क्षीणन बढ़ता है,या यांत्रिक भार.
कई विनिर्माण चरणों के दौरान आंतरिक तनाव पेश किया जा सकता है। आम कारणों में फाइबर ड्रॉइंग के दौरान तेजी से ठंडा होना, कोर और जैकेट सिकुड़ने के बीच असंगतता,अनुचित एक्सट्रूज़न स्थितियाँ, और घुमाव के दौरान असमान तनाव।
इन परिस्थितियों में से प्रत्येक फाइबर संरचना के अंदर अवशिष्ट तनाव छोड़ सकता है। यदि शीतलन बहुत तेज है, तो सामग्री समान रूप से आराम नहीं कर सकती है। यदि कोर और जैकेट अलग-अलग सिकुड़ते हैं,संरचना में आंतरिक तनाव हो सकता हैयदि एक्सट्रूज़न तापमान या घुमावदार तनाव को नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो तैयार फाइबर तनाव ले सकता है जो बुनियादी निरीक्षण के दौरान दिखाई नहीं देता है।
आंतरिक तनाव ऑप्टिकल प्रदर्शन को कई तरीकों से प्रभावित कर सकता है। यह अपवर्तन सूचकांक वितरण को विकृत कर सकता है, जिससे अधिक प्रकाश बिखराव हो सकता है। यह समय के साथ माइक्रो-क्रैक में भी योगदान कर सकता है,विशेष रूप से तापमान चक्र या झुकने तनाव के तहतइसके अतिरिक्त, तनावग्रस्त फाइबर झुकने के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकता है क्योंकि ऑप्टिकल पथ पहले से ही एक अस्थिर स्थिति के करीब है।
नतीजतन विलंबित गिरावट का पैटर्न होता हैः लिंक पहले सामान्य रूप से काम करता है, लेकिन वास्तविक संचालन स्थितियों के संपर्क में आने के बाद कमजोरी बढ़ जाती है।यही कारण है कि आंतरिक तनाव नियंत्रण औद्योगिक पीओएफ मंदी स्थिरता के लिए केंद्रीय है.
तनाव से संबंधित अपघटन देर से दिखाई देता है क्योंकि फाइबर संरचना को बदलने के लिए समय और पर्यावरण ऊर्जा की आवश्यकता होती है। गर्मी आणविक विश्राम और तनाव रिलीज को तेज करती है।झुकने और स्थापना तनाव स्थानीय विरूपण पैदा कर सकते हैंसमय छोटे आंतरिक परिवर्तनों को जमा करने की अनुमति देता है।
यह विलंबित व्यवहार बताता है कि अकेले अल्पकालिक परीक्षण दीर्घकालिक विश्वसनीयता जोखिम को क्यों याद कर सकते हैं।फाइबर को कठोर औद्योगिक उपयोग के लिए उपयुक्त माना जाने से पहले प्रक्रिया नियंत्रण और पर्यावरणीय परीक्षण द्वारा एक कम प्रारंभिक मंदता मूल्य का समर्थन किया जाना चाहिए.
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कैसे आंतरिक तनाव दीर्घकालिक कमजोरी वृद्धि के लिए नेतृत्व करता है
तापमान की बहाव पीओएफ को अल्पकालिक और दीर्घकालिक दोनों तरीकों से प्रभावित करती है। औद्योगिक वातावरण में, फाइबर के आसपास का तापमान स्थिर नहीं हो सकता है।कैबिनेट में लगातार ऊंचा तापमान हो सकता है, थर्मल साइक्लिंग, और बिजली उपकरणों के पास स्थानीय हॉट स्पॉट।
वीएफडी, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों, पीसीएस/एसवीजी उपकरणों और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स कैबिनेट के पास उपयोग किए जाने वाले औद्योगिक पीओएफ को अत्यधिक थर्मल परिस्थितियों का सामना करना पड़ सकता है। विशिष्ट स्थानीय परिचालन वातावरण में शामिल हो सकते हैं60°C से 90°C तक निरंतर संचालन, बार-बार थर्मल साइकिल, और कैबिनेट के अंदर हॉट स्पॉट।
इस तापमान सीमा को प्रत्येक पीओएफ उत्पाद के लिए एक सार्वभौमिक रेटिंग के रूप में नहीं, बल्कि एक अनुप्रयोग संदर्भ के रूप में माना जाना चाहिए। पीओएफ तापमान क्षमता उत्पाद-विशिष्ट है और सामग्री संरचना पर निर्भर करती है,जैकेट डिजाइन, विनिर्माण गुणवत्ता, स्थापना की स्थिति और जोखिम की अवधि।
इंजीनियरिंग मूल्यांकन के लिए, महत्वपूर्ण प्रश्न यह नहीं है कि क्या फाइबर एक बार एक तापमान संख्या को जीवित रख सकता है।अधिक उपयोगी प्रश्न यह है कि क्या उपकरण की वास्तविक थर्मल प्रोफाइल के लंबे समय तक संपर्क के बाद मंदता स्थिर रहती है.
अल्पावधि तापमान परिवर्तन कमजोरी को थोड़ा प्रभावित कर सकते हैं क्योंकि बहुलक ऑप्टिकल गुण तापमान के साथ बदलते हैं। एक प्रमुख तंत्र अपवर्तन सूचकांक परिवर्तन है। जब तापमान शिफ्ट,फाइबर के अंदर ऑप्टिकल पथ थोड़ा बदल सकता है, कमजोरी में उतार-चढ़ाव पैदा करता है।
इस प्रकार के उतार-चढ़ाव को यदि तापमान सामान्य हो जाता है और कोई स्थायी संरचनात्मक क्षति नहीं हुई है तो प्रतिवर्ती हो सकता है।अल्पकालिक बहाव पर अभी भी विचार किया जाना चाहिए जब प्रणाली में अतिरिक्त संकेत हानि के लिए सीमित सहिष्णुता है.
लंबे समय तक गर्मी के संपर्क में रहना अधिक गंभीर होता है। ऊंचा तापमान आणविक विश्राम, आंतरिक तनाव रिहाई और स्थायी संरचनात्मक परिवर्तन को तेज कर सकता है।पीओएफ पर थर्मल विश्वसनीयता अनुसंधान उसी इंजीनियरिंग सावधानी का समर्थन करता हैउच्च थर्मल तनाव ऑप्टिकल शक्ति और भौतिक संरचना को प्रभावित कर सकता है जब एक्सपोज़र स्थितियां उत्पाद के लिए डिज़ाइन किए गए दायरे से परे जाती हैं।
समय के साथ ये परिवर्तन एक अस्थायी ऑप्टिकल उतार-चढ़ाव को अपरिवर्तनीय मंदी वृद्धि में बदल सकते हैं। यही कारण है कि तापमान बहाव और उम्र बढ़ने का अलग से मूल्यांकन नहीं किया जाना चाहिए। वास्तविक प्रणालियों में,गर्मी अक्सर त्वरक के रूप में कार्य करती है जो छिपे हुए तनाव को दृश्यमान संकेत गिरावट में बदल देती है.
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वीएफडी/पीसीएस/एसवीजी/पावर इलेक्ट्रॉनिक्स कैबिनेट में तापमान विचलन
पीओएफ उम्र बढ़ने एक सामग्री परिवर्तन प्रक्रिया है। पॉलिमर हमेशा के लिए अपरिवर्तित नहीं रहता है। गर्मी, ऑक्सीजन, यूवी के संपर्क में,और अन्य पर्यावरणीय कारक धीरे-धीरे पारदर्शिता को कम कर सकते हैं.
| उम्र बढ़ने का कारक | सामग्री तंत्र | ऑप्टिकल परिणाम | दीर्घकालिक जोखिम |
|---|---|---|---|
| थर्मल एजिंग | पोलीमर चेन अपघटन और आणविक विश्राम | पारदर्शिता में कमी और फैलाव में वृद्धि | धीरे-धीरे कमजोर होने की वृद्धि |
| ऑक्सीकरण | बहुलक सामग्री का सतह या आंतरिक ऑक्सीकरण | अवशोषण हानि में वृद्धि | दीर्घकालिक ऑप्टिकल क्षरण |
| यूवी एक्सपोजर | यूवी-संचालित सामग्री अपघटन और पीलापन | कम पारदर्शिता और प्रकाश संचरण में परिवर्तन | उच्च कमजोरी और कम स्थिरता |
थर्मल एजिंग पॉलिमर चेन को खराब कर सकती है और पारदर्शिता को कम कर सकती है। यह हमेशा अचानक नहीं होता है। इसके बजाय, सामग्री धीरे-धीरे ऑप्टिकल स्पष्टता खो सकती है क्योंकि एक्सपोजर समय बढ़ता है।
औद्योगिक अलमारियों में, थर्मल एजिंग अधिक प्रासंगिक हो जाती है जब POF को गर्मी उत्पन्न करने वाले उपकरणों के पास रूट किया जाता है या जब अलमारियों में लंबे ऑपरेटिंग घंटे होते हैं।यहां तक कि अगर तापमान तुरंत फाइबर को नुकसान नहीं पहुंचाता है, बार-बार एक्सपोजर से दीर्घकालिक कमजोरी में तेजी आ सकती है।
ऑक्सीकरण सतह पर या सामग्री के अंदर हो सकता है। जैसे-जैसे ऑक्सीकरण प्रगति करता है, अवशोषण हानि बढ़ सकती है।इसका मतलब है कि अधिक ऑप्टिकल ऊर्जा फाइबर के माध्यम से प्रेषित होने के बजाय सामग्री द्वारा अवशोषित है.
पीओएफ के लिए, ऑक्सीकरण महत्वपूर्ण है क्योंकि यह यांत्रिक तनाव और थर्मल विश्राम से परे एक और उम्र बढ़ने का मार्ग जोड़ता है।यह फाइबर के स्पष्ट रूप से टूटने के बिना भी धीरे-धीरे ऑप्टिकल हानि में योगदान कर सकता है.
यूवी एक्सपोज़र पॉलिमर सामग्री को खराब कर सकता है और पीलापन का कारण बन सकता है। पीलापन महत्वपूर्ण है क्योंकि यह इंगित करता है कि सामग्री की ऑप्टिकल पारदर्शिता बदल गई है।एक फाइबर जो कम पारदर्शी हो जाता है, उसमें बढ़ी हुई कमजोरी दिखने की अधिक संभावना होती है.
इसका मतलब यह नहीं है कि प्रत्येक पीओएफ स्थापना को गंभीर यूवी जोखिम का सामना करना पड़ता है। इनडोर औद्योगिक प्रणालियों में सीमित यूवी जोखिम हो सकता है। हालांकि, यदि फाइबर यूवी स्रोतों के पास स्थापित किया जाता है, तो उजागर पैनल,निरीक्षण लाइट, या बाहर से जुड़े मार्गों, यूवी प्रतिरोध और जैकेट सुरक्षा की जांच की जानी चाहिए।
कोर की उम्र बढ़ने के तंत्र को सरलता से संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता हैः सामग्री धीरे-धीरे एक अधिक पारदर्शी ऑप्टिकल संरचना से एक ऐसी संरचना की ओर स्थानांतरित हो जाती है जो अधिक प्रकाश को अवशोषित या बिखेरती है।
यह संक्रमण बताता है कि कमजोरी में वृद्धि प्रगतिशील क्यों हो सकती है। उम्र बढ़ने से फाइबर में पूर्ण टूटने की आवश्यकता नहीं होती है। यहां तक कि छोटे सामग्री परिवर्तन भी सिग्नल स्थिरता को कम कर सकते हैं,विशेष रूप से अतिरिक्त ऑप्टिकल हानि के लिए सीमित सहिष्णुता वाले प्रणालियों में.
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पीओएफ वृद्धावस्थाः पारदर्शी संरचना से फैलने वाली संरचना तक
वास्तविक अनुप्रयोगों में, क्षीणन वृद्धि आमतौर पर एक अलग कारक के कारण नहीं होती है। आंतरिक तनाव, तापमान और समय एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं।
एक व्यावहारिक अभियांत्रिकी मॉडल हैः
दीर्घकालिक क्षीणन वृद्धि आमतौर पर तब होती है जब अवशिष्ट तनाव, ऊंचा तापमान और सेवा समय एक साथ कार्य करते हैं।
इसका मतलब यह नहीं है कि हर POF लिंक विफल हो जाएगा. इसका मतलब है कि दीर्घकालिक स्थिरता इस बात पर निर्भर करती है कि कितनी आंतरिक अस्थिरता मौजूद है, पर्यावरण इसे कितनी तेजी से गति देता है,और कब तक फाइबर उजागर रहता है.
| कारक | अवमानना में भूमिका | अल्पकालिक प्रभाव | दीर्घकालिक परिणाम |
|---|---|---|---|
| आंतरिक तनाव | संभावित अस्थिरता को परिभाषित करता है | प्रारंभिक परीक्षण के दौरान दिखाई नहीं दे सकता है | अपवर्तक सूचकांक विकृति, सूक्ष्म दरारें और झुकने की संवेदनशीलता का कारण बन सकता है |
| तापमान | विघटन गति को नियंत्रित करता है | कमजोरी में उतार-चढ़ाव का कारण बन सकता है | तनाव मुक्ति, आणविक विश्राम और संरचनात्मक परिवर्तन को तेज करता है |
| समय | संचयी परिवर्तन निर्धारित करता है | आमतौर पर कोई तत्काल प्रभाव नहीं होता | छोटे सामग्री और संरचनात्मक परिवर्तनों को मापने योग्य कमजोरी वृद्धि बनने की अनुमति देता है |
आंतरिक तनाव अस्थिरता के लिए छिपी हुई प्रारंभिक स्थिति बनाता है। एक कम तनाव फाइबर संरचना पूर्वानुमानित ऑप्टिकल व्यवहार को बनाए रखने की अधिक संभावना है।उच्च तनाव वाली संरचना प्रारंभिक परीक्षण से गुजर सकती है लेकिन गर्मी के प्रति संवेदनशील हो जाती है, झुकना, या दीर्घकालिक संपर्क।
तापमान एक त्वरक के रूप में कार्य करता है। यह आणविक विश्राम, तनाव रिलीज और सामग्री उम्र बढ़ने को तेज कर सकता है। थर्मल साइकिल भी संरचना को बार-बार विस्तार और संकुचन कर सकता है,छोटे दोषों के ऑप्टिक रूप से महत्वपूर्ण होने के जोखिम को बढ़ाना.
समय के साथ विघटन तंत्र जमा हो जाता है। एक छोटी मात्रा में तनाव या गर्मी के संपर्क में आने से एक छोटी अवधि के दौरान गंभीर नहीं हो सकता है। हालांकि, लंबी अवधि में,बार-बार थर्मल और यांत्रिक प्रभावों को मापा क्षीणन वृद्धि के लिए नेतृत्व कर सकते हैं.
इसीलिए औद्योगिक पीओएफ को केवल अल्पकालिक ऑप्टिकल लिंक के रूप में नहीं, बल्कि दीर्घकालिक प्रणाली घटक के रूप में मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
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तनाव + तापमान + समय = दीर्घकालिक क्षीणन वृद्धि
औद्योगिक पीओएफ क्षीणन स्थिरता में सुधार के लिए सामग्री, प्रक्रिया, संरचना और परीक्षण स्तरों पर नियंत्रण की आवश्यकता होती है। लक्ष्य न केवल प्रारंभिक क्षीणन को कम करना है,लेकिन एक फाइबर संरचना है कि वास्तविक सेवा की स्थिति में स्थिर रहता है बनाने के लिए.
आंतरिक तनाव नियंत्रण उत्पादन के दौरान शुरू होता है। महत्वपूर्ण प्रक्रिया दिशाओं में उत्पादन के दौरान अनुकूलित शीतलन वक्र, एनीलिंग और तनाव नियंत्रण शामिल हैं।
एक अनुकूलित शीतलन वक्र असमान सिकुड़ने और जमे हुए तनाव को कम करने में मदद करता है। एनीलिंग पॉलिमर संरचना को अधिक समान रूप से आराम करने में मदद कर सकता है। ड्राइंग, एक्सट्रूज़न के दौरान तनाव नियंत्रण,और घुमावदार यांत्रिक तनाव को कम करता है जो बाद में झुकने की संवेदनशीलता या मंदता बहाव के रूप में दिखाई दे सकता है.
लक्ष्य एक कम तनाव, स्थिर फाइबर संरचना है। औद्योगिक पीओएफ में, यह सबसे कम संभव प्रारंभिक क्षीणन संख्या का पीछा करने से अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है।
सामग्री और जैकेट मिलान भी दीर्घकालिक स्थिरता को प्रभावित करता है। यदि कोर और जैकेट अलग-अलग दरों पर सिकुड़ते हैं, तो आंतरिक तनाव विकसित हो सकता है। यदि एक्सट्रूज़न तापमान को नियंत्रित नहीं किया जाता है,जैकेट ऑप्टिकल फाइबर के चारों ओर संपीड़न या असमान तनाव पैदा कर सकता हैयदि मार्ग या पैकेजिंग के दौरान बाहरी दबाव लागू किया जाता है, तो सूक्ष्म झुकने का नुकसान बढ़ सकता है।
मुख्य इंजीनियरिंग नियंत्रणों में कोर और जैकेट के बीच संकुचन व्यवहार को मिलान करना, एक्सट्रूज़न तापमान को नियंत्रित करना और बाहरी संपीड़न से बचना शामिल है।ये विशेष रूप से जैकेट वाले औद्योगिक पीओएफ के लिए महत्वपूर्ण हैं, जहां सुरक्षात्मक परत को नए ऑप्टिकल तनाव पैदा किए बिना पर्यावरण प्रतिरोध में सुधार करना चाहिए।
विश्वसनीयता परीक्षण को प्रारंभिक क्षीणन माप का समर्थन करना चाहिए। आईईसी 60793-1-40 में क्षीणन माप के मान्यता प्राप्त तरीकों की पहचान की गई है जैसे कि कट-बैक, सम्मिलन हानि, बैकस्केटरिंग,और स्पेक्ट्रल एट्यूनेशन मॉडलिंग, लेकिन केवल कमजोरी माप से ही दीर्घकालिक औद्योगिक स्थिरता साबित नहीं होती है।
औद्योगिक ग्रेड के पीओएफ के मूल्यांकन में पर्यावरण और यांत्रिक तनाव की स्थितियां शामिल होनी चाहिए जो वास्तविक उपयोग को दर्शाती हैं। प्रासंगिक परीक्षणों में उच्च तापमान उम्र बढ़ने,झुकने और तापमान के साथ संयुक्त परीक्षण, और ईएमआई वातावरण संकेत स्थिरता परीक्षण।
| परीक्षण प्रकार | उद्देश्य | तनाव की स्थिति | इससे क्या पता चलता है? | औद्योगिक उपयोग के लिए प्रासंगिकता |
|---|---|---|---|---|
| आरंभिक क्षीणन माप | आरंभिक ऑप्टिकल हानि स्थापित करें | नियंत्रित परीक्षण की स्थिति | आधारभूत संचरण हानि | आवश्यक लेकिन पर्याप्त नहीं |
| उच्च तापमान वृद्धिकरण परीक्षण | दीर्घकालिक थर्मल स्थिरता का आकलन करें | उदाहरण:85°C / 1000 घंटे | गर्मी के संपर्क में आने के बाद कमजोरी बहाव | कैबिनेट और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स वातावरण के लिए उपयोगी |
| झुकने + तापमान संयुक्त परीक्षण | यांत्रिक और थर्मल बातचीत की जाँच करें | झुकने का तनाव और ऊंचा तापमान | रूटिंग और थर्मल साइक्लिंग के प्रति संवेदनशीलता | कॉम्पैक्ट औद्योगिक प्रतिष्ठानों के लिए महत्वपूर्ण |
| ईएमआई वातावरण संकेत स्थिरता परीक्षण | हस्तक्षेप-भारी प्रणालियों में संचार व्यवहार सत्यापित करें | उच्च ईएमआई परिचालन वातावरण | विद्युत शोर के तहत संकेत स्थिरता | वीएफडी, पीसीएस/एसवीजी और पावर सिस्टम के लिए प्रासंगिक |
द85°C / 1000 घंटेस्थिति को उच्च तापमान उम्र बढ़ने के परीक्षण के उदाहरण के रूप में समझा जाता है, न कि सभी पीओएफ के लिए एक सार्वभौमिक पास/फेल मानक।कुछ पीओएफ उत्पाद विनिर्देश 1 के बाद मंदी-परिवर्तन सीमाओं को परिभाषित करते हैंये सीमाएं उत्पाद-विशिष्ट हैं, इसलिए सामग्री, केबल संरचना और परीक्षण की स्थिति की जांच किए बिना उन्हें सामान्य नहीं किया जाना चाहिए।
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औद्योगिक पीओएफ स्थिरता के लिए विश्वसनीयता परीक्षण
एक व्यावहारिक पीओएफ मूल्यांकन में ऑप्टिकल प्रदर्शन को वास्तविक परिचालन वातावरण से जोड़ना चाहिए।इंजीनियरों को भी स्थापना के दीर्घकालिक तनाव प्रोफ़ाइल पर विचार करना चाहिए.
गर्मी, झुकने या ईएमआई वातावरण के लिए पीओएफ निर्दिष्ट करने से पहले, निम्नलिखित बिंदुओं की जाँच करें:
फाइबर मार्ग के निकट अपेक्षित निरंतर परिचालन तापमान क्या है?
क्या कैबिनेट के अंदर थर्मल चक्र या स्थानीय हॉट स्पॉट हैं?
क्या फाइबर कनेक्टरों के पास, संकीर्ण मार्गों के पास या लगातार यांत्रिक तनाव वाले क्षेत्रों में मोड़ा जाएगा?
क्या जैकेट संरचना आवश्यक यांत्रिक सुरक्षा के लिए उपयुक्त है?
क्या कोर और जैकेट सामग्री दीर्घकालिक स्थिरता आवश्यकताओं के साथ संगत हैं?
क्या फाइबर का उच्च तापमान में उम्र बढ़ने, झुकने या ईएमआई के संपर्क में आने के बाद मूल्यांकन किया गया है?
क्या नमी, तेल, रसायन, विलायक, चिपकने वाला, प्लास्टिसाइज़र या यूवी एक्सपोजर की सीमाएं इंस्टॉलेशन के लिए प्रासंगिक हैं?
क्या प्रदर्शन मूल्यांकन केवल प्रारंभिक क्षीणन पर आधारित है या इसमें दीर्घकालिक क्षीणन वृद्धि पर भी विचार किया गया है?
औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, पहला प्रश्न यह होना चाहिएः स्थापना के बाद फाइबर का अनुभव क्या होगा?एक नियंत्रित परीक्षण में एक पीओएफ लिंक एक ही लिंक एक गर्म कैबिनेट के अंदर स्थापित से अलग प्रदर्शन कर सकते हैं, एक तंग मोड़ के चारों ओर रूट, या दोहराया थर्मल चक्र के संपर्क में.
दूसरा प्रश्न यह होना चाहिए कि प्रणाली कितना अतिरिक्त क्षीणन सहन कर सकती है?दीर्घकालिक कमजोरी वृद्धि अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है जब प्रणाली में अतिरिक्त संकेत हानि के लिए सीमित सहिष्णुता होती है.
आरंभिक क्षीणन डेटा अभी भी महत्वपूर्ण है। य
प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर को अक्सर औद्योगिक संचार, पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और उच्च ईएमआई वातावरण के लिए चुना जाता है क्योंकि यह विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के लिए मजबूत प्रतिरक्षा प्रदान करता है।परिवर्तनशील आवृत्ति ड्राइव जैसे अनुप्रयोगों में, ऊर्जा भंडारण प्रणाली, पीसीएस/एसवीजी उपकरण और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स कैबिनेट, यह लाभ मूल्यवान हो सकता है।
हालांकि, एक व्यावहारिक मुद्दे को अक्सर कम करके आंका जाता हैः एक पीओएफ लिंक शुरुआत में सामान्य रूप से काम कर सकता है, फिर भी लंबे समय तक उपयोग के बाद अधिक क्षीणन दिखाता है।
इस प्रकार का प्रदर्शन परिवर्तन शायद ही कभी यादृच्छिक होता है। कई मामलों में, यह सामग्री व्यवहार, आंतरिक तनाव, थर्मल जोखिम, झुकने की स्थिति, कनेक्टर की गुणवत्ता और उम्र बढ़ने से संबंधित है।औद्योगिक प्रणालियों के लिए, मुख्य प्रश्न यह नहीं है कि क्या प्रारंभिक ऑप्टिकल हानि कम है, बल्कि क्या फाइबर समय के साथ पूर्वानुमानित सिग्नल ट्रांसमिशन बनाए रख सकता है।
औद्योगिक पीओएफ क्षीणन स्थिरताप्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर की क्षमता को संदर्भित करता है कि गर्मी, झुकने, आंतरिक तनाव, थर्मल साइकिल, ईएमआई वातावरण और उम्र बढ़ने के लिए लंबे समय तक जोखिम में पूर्वानुमानित सिग्नल ट्रांसमिशन बनाए रखने के लिए।यह इस बात पर ध्यान केंद्रित करता है कि वास्तविक सेवा जीवन के दौरान क्षीणन कितना बदलता है, न कि केवल उत्पादन या स्थापना के बाद मापा गया प्रारंभिक नुकसान।
आरंभिक क्षीणन केवल एक प्रारंभिक बिंदु है। यह दर्शाता है कि फाइबर एक विशिष्ट समय पर एक विशिष्ट परीक्षण स्थिति के तहत कैसे प्रदर्शन करता है।यह पूरी तरह से प्रकट नहीं करता है कि तापमान के संपर्क में आने के बाद सामग्री और संरचना सेवा जीवन के दौरान स्थिर रहेगी या नहीं, झुकने, या कैबिनेट स्तर पर थर्मल साइकिल।
यह औद्योगिक पीओएफ के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि ड्राइंग, एक्सट्रूज़न या वाइंडिंग के बाद फाइबर के अंदर आंतरिक तनाव पहले से मौजूद हो सकता है। फाइबर अभी भी प्रारंभिक ऑप्टिकल परीक्षण पास कर सकता है,लेकिन तनाव बाद में अपवर्तक सूचकांक विकृति में योगदान कर सकते हैं, सूक्ष्म दरारें, झुकने की संवेदनशीलता, और बढ़ी हुई फैलाव।
इंजीनियरिंग के संदर्भ में, वास्तविक जोखिम अक्सरसमय के साथ मंदी परिवर्तनएक स्वीकार्य प्रारंभिक क्षीणन के साथ एक केबल अभी भी अविश्वसनीय हो सकता है यदि गर्मी के संपर्क या दोहराया यांत्रिक तनाव के बाद अतिरिक्त नुकसान धीरे-धीरे विकसित होता है।
दीर्घकालिक पीओएफ सिग्नल स्थिरता विशेष रूप से उन प्रणालियों में महत्वपूर्ण है जहां संचार विश्वसनीयता को गर्मी, झुकने, थर्मल साइक्लिंग या विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के तहत बनाए रखा जाना चाहिए।विशिष्ट अनुप्रयोग क्षेत्रों में औद्योगिक संचार लिंक शामिल हैं, पावर सिस्टम, उच्च ईएमआई वातावरण, वीएफडी कैबिनेट, पीसीएस/एसवीजी सिस्टम और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स कंट्रोल कैबिनेट।
इन वातावरणों में, पीओएफ निरंतर गर्मी, स्थानीय हॉट स्पॉट, थर्मल साइकिल, कनेक्टर के पास झुकने और रूटिंग या स्थापना से संरचनात्मक संपीड़न के संपर्क में हो सकता है।इन कारकों के कारण हमेशा तुरंत विफलता नहीं होती, लेकिन वे धीरे-धीरे ऑप्टिकल पथ बदल सकते हैं और कमजोरी बढ़ा सकते हैं।
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प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर में तीन मुख्य हानि तंत्र
प्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर के क्षीणन को मुख्य रूप से तीन हानि तंत्रों से प्रभावित किया जाता हैः सामग्री अवशोषण हानि, फैलाव हानि और संरचनात्मक हानि। ये तंत्र भिन्न हैं,और प्रत्येक एक अलग इंजीनियरिंग नियंत्रण रणनीति की आवश्यकता होती है.
| हानि तंत्र | मुख्य कारण | नियंत्रित करने योग्य | विशिष्ट अभियांत्रिकी नियंत्रण विधि | दीर्घकालिक स्थिरता प्रभाव |
|---|---|---|---|---|
| सामग्री अवशोषण हानि | बहुलक सामग्री गुण और कार्य तरंग दैर्ध्य | सीमित | उपयुक्त फाइबर सामग्री और ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य का चयन करें | बुनियादी ऑप्टिकल हानि तल को परिभाषित करता है |
| विसारक हानि | सूक्ष्म घनत्व में उतार-चढ़ाव, अशुद्धियाँ, बुलबुले, सूक्ष्म दरारें, अपवर्तन सूचकांक | उच्च से मध्यम | नियंत्रण सामग्री शुद्धता, तनाव, ड्राइंग, शीतलन और प्रक्रिया स्थिरता | दीर्घकालिक मंदी वृद्धि पर मजबूत प्रभाव |
| संरचनात्मक हानि | मैक्रो-बेंडिंग, माइक्रो-बेंडिंग, कनेक्टर हानि, अंत-तले की हानि | उच्च | केबल डिजाइन, रूटिंग, टर्मिनेशन, पॉलिशिंग और हैंडलिंग में सुधार | अक्सर स्थापित-लिंक विश्वसनीयता निर्धारित करता है |
सामग्री अवशोषण हानि पॉलिमर सामग्री ऑप्टिकल ऊर्जा को अवशोषित करने के तरीके से आती है। विभिन्न पॉलिमर अलग-अलग तरंग दैर्ध्य पर अलग-अलग व्यवहार करते हैं। पीओएफ अनुप्रयोगों में,पीएमएमए और फ्लोराइड पॉलिमर जैसे तरंग दैर्ध्य पर भिन्न ऑप्टिकल व्यवहार दिखा सकते हैं650 एनएम,520 एनएम, और850 एनएम.
कई पीएमएमए आधारित पीओएफ संरचनाओं में फ्लोराइड पॉलिमर क्लैडिंग के साथ एक पीएमएमए कोर का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार की संरचना में, कोर, क्लैडिंग, जैकेट,और ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य सभी प्रभाव अंतिम ऑप्टिकल व्यवहारहालांकि, अवशोषण हानि काफी हद तक सामग्री गुणों से जुड़ी होती है, इसलिए फैलाव हानि या संरचनात्मक हानि की तुलना में प्रक्रिया अनुकूलन के लिए जगह सीमित है।
इसलिए सामग्री चयन और तरंग दैर्ध्य मिलान को प्रारंभिक डिजाइन विचार के रूप में माना जाना चाहिए। एक बार सामग्री प्रणाली और तरंग दैर्ध्य तय हो जाने के बाद, उत्पादन नियंत्रण स्थिरता में सुधार कर सकता है,लेकिन यह पूरी तरह से पॉलिमर के आंतरिक अवशोषण व्यवहार को खत्म नहीं कर सकता है.
फैलाव हानि पीओएफ मंदता नियंत्रण में सबसे महत्वपूर्ण नियंत्रित कारकों में से एक है। यह तब होता है जब प्रकाश ऑप्टिकल पथ के अंदर या चारों ओर छोटी अनियमितताओं से परेशान होता है।इनमें सूक्ष्म घनत्व में उतार-चढ़ाव शामिल हो सकते हैं।, अशुद्धियों, बुलबुले, सूक्ष्म दरारें, और आंतरिक तनाव-प्रेरित अपवर्तक सूचकांक परिवर्तन।
पीओएफ अपघटन की तकनीकी चर्चाओं में, संचरण हानि को आमतौर पर अवशोषण और फैलाव तंत्र के माध्यम से समझा जाता है।बिखराव छोटे दोषों या अनियमितताओं जैसे बुलबुले से निकटता से संबंधित है, दरारें, घनत्व में उतार-चढ़ाव और अपवर्तक सूचकांक में उतार-चढ़ाव।
औद्योगिक पीओएफ के लिए, यह मायने रखता है क्योंकि फैलाव धीरे-धीरे बढ़ सकता है। एक फाइबर उत्पादन के बाद स्वीकार्य लग सकता है, लेकिन अगर आंतरिक तनाव, थर्मल चक्र, या उम्र बढ़ने नए सूक्ष्म दोष पैदा करता है,सेवा जीवन के दौरान क्षीणन बढ़ सकता हैइसलिए उच्च गुणवत्ता वाले औद्योगिक पीओएफ न केवल कच्चे माल के चयन पर निर्भर करते हैं, बल्कि स्थिर प्रक्रिया नियंत्रण और कम तनाव संरचना के गठन पर भी निर्भर करते हैं।
संरचनात्मक हानि भौतिक ज्यामिति और असेंबली की गुणवत्ता के कारण होती है। इसमें मैक्रो झुकने का नुकसान, माइक्रो-झुकने का नुकसान, कनेक्टर का नुकसान और अंत-तले का नुकसान शामिल है।
मैक्रो झुकना तब होता है जब फाइबर को बहुत तंग झुकने के साथ रूट किया जाता है। माइक्रो झुकना तब हो सकता है जब फाइबर को स्थानीय रूप से संपीड़ित, निचोड़ा या असमान रूप से समर्थित किया जाता है।कनेक्टर और अंत चेहरे के नुकसान काटने से प्रभावित होते हैं, चमकाने, संरेखण, संदूषण, और यांत्रिक फिट।
औद्योगिक संयंत्रों में संरचनात्मक हानि केवल केबल डिजाइन का मुद्दा नहीं है। हैंडलिंग और रूटिंग भी मायने रखती है। अत्यधिक तनाव, मोड़, दोहराए जाने वाले झुकने,और कनेक्टर्स के करीब तनाव ऑप्टिकल विशेषताओं को बिगड़ सकता हैइस कारण से, मंदी नियंत्रण में उत्पाद डिजाइन, समापन गुणवत्ता और स्थापना प्रथा शामिल होनी चाहिए।
आंतरिक तनाव एक छिपा विश्वसनीयता कारक है क्योंकि यह एक तत्काल विफलता पैदा नहीं कर सकता है। इसके बजाय यह एक ऐसी स्थिति पैदा कर सकता है जहां गर्मी, समय, झुकने के बाद क्षीणन बढ़ता है,या यांत्रिक भार.
कई विनिर्माण चरणों के दौरान आंतरिक तनाव पेश किया जा सकता है। आम कारणों में फाइबर ड्रॉइंग के दौरान तेजी से ठंडा होना, कोर और जैकेट सिकुड़ने के बीच असंगतता,अनुचित एक्सट्रूज़न स्थितियाँ, और घुमाव के दौरान असमान तनाव।
इन परिस्थितियों में से प्रत्येक फाइबर संरचना के अंदर अवशिष्ट तनाव छोड़ सकता है। यदि शीतलन बहुत तेज है, तो सामग्री समान रूप से आराम नहीं कर सकती है। यदि कोर और जैकेट अलग-अलग सिकुड़ते हैं,संरचना में आंतरिक तनाव हो सकता हैयदि एक्सट्रूज़न तापमान या घुमावदार तनाव को नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो तैयार फाइबर तनाव ले सकता है जो बुनियादी निरीक्षण के दौरान दिखाई नहीं देता है।
आंतरिक तनाव ऑप्टिकल प्रदर्शन को कई तरीकों से प्रभावित कर सकता है। यह अपवर्तन सूचकांक वितरण को विकृत कर सकता है, जिससे अधिक प्रकाश बिखराव हो सकता है। यह समय के साथ माइक्रो-क्रैक में भी योगदान कर सकता है,विशेष रूप से तापमान चक्र या झुकने तनाव के तहतइसके अतिरिक्त, तनावग्रस्त फाइबर झुकने के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकता है क्योंकि ऑप्टिकल पथ पहले से ही एक अस्थिर स्थिति के करीब है।
नतीजतन विलंबित गिरावट का पैटर्न होता हैः लिंक पहले सामान्य रूप से काम करता है, लेकिन वास्तविक संचालन स्थितियों के संपर्क में आने के बाद कमजोरी बढ़ जाती है।यही कारण है कि आंतरिक तनाव नियंत्रण औद्योगिक पीओएफ मंदी स्थिरता के लिए केंद्रीय है.
तनाव से संबंधित अपघटन देर से दिखाई देता है क्योंकि फाइबर संरचना को बदलने के लिए समय और पर्यावरण ऊर्जा की आवश्यकता होती है। गर्मी आणविक विश्राम और तनाव रिलीज को तेज करती है।झुकने और स्थापना तनाव स्थानीय विरूपण पैदा कर सकते हैंसमय छोटे आंतरिक परिवर्तनों को जमा करने की अनुमति देता है।
यह विलंबित व्यवहार बताता है कि अकेले अल्पकालिक परीक्षण दीर्घकालिक विश्वसनीयता जोखिम को क्यों याद कर सकते हैं।फाइबर को कठोर औद्योगिक उपयोग के लिए उपयुक्त माना जाने से पहले प्रक्रिया नियंत्रण और पर्यावरणीय परीक्षण द्वारा एक कम प्रारंभिक मंदता मूल्य का समर्थन किया जाना चाहिए.
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कैसे आंतरिक तनाव दीर्घकालिक कमजोरी वृद्धि के लिए नेतृत्व करता है
तापमान की बहाव पीओएफ को अल्पकालिक और दीर्घकालिक दोनों तरीकों से प्रभावित करती है। औद्योगिक वातावरण में, फाइबर के आसपास का तापमान स्थिर नहीं हो सकता है।कैबिनेट में लगातार ऊंचा तापमान हो सकता है, थर्मल साइक्लिंग, और बिजली उपकरणों के पास स्थानीय हॉट स्पॉट।
वीएफडी, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों, पीसीएस/एसवीजी उपकरणों और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स कैबिनेट के पास उपयोग किए जाने वाले औद्योगिक पीओएफ को अत्यधिक थर्मल परिस्थितियों का सामना करना पड़ सकता है। विशिष्ट स्थानीय परिचालन वातावरण में शामिल हो सकते हैं60°C से 90°C तक निरंतर संचालन, बार-बार थर्मल साइकिल, और कैबिनेट के अंदर हॉट स्पॉट।
इस तापमान सीमा को प्रत्येक पीओएफ उत्पाद के लिए एक सार्वभौमिक रेटिंग के रूप में नहीं, बल्कि एक अनुप्रयोग संदर्भ के रूप में माना जाना चाहिए। पीओएफ तापमान क्षमता उत्पाद-विशिष्ट है और सामग्री संरचना पर निर्भर करती है,जैकेट डिजाइन, विनिर्माण गुणवत्ता, स्थापना की स्थिति और जोखिम की अवधि।
इंजीनियरिंग मूल्यांकन के लिए, महत्वपूर्ण प्रश्न यह नहीं है कि क्या फाइबर एक बार एक तापमान संख्या को जीवित रख सकता है।अधिक उपयोगी प्रश्न यह है कि क्या उपकरण की वास्तविक थर्मल प्रोफाइल के लंबे समय तक संपर्क के बाद मंदता स्थिर रहती है.
अल्पावधि तापमान परिवर्तन कमजोरी को थोड़ा प्रभावित कर सकते हैं क्योंकि बहुलक ऑप्टिकल गुण तापमान के साथ बदलते हैं। एक प्रमुख तंत्र अपवर्तन सूचकांक परिवर्तन है। जब तापमान शिफ्ट,फाइबर के अंदर ऑप्टिकल पथ थोड़ा बदल सकता है, कमजोरी में उतार-चढ़ाव पैदा करता है।
इस प्रकार के उतार-चढ़ाव को यदि तापमान सामान्य हो जाता है और कोई स्थायी संरचनात्मक क्षति नहीं हुई है तो प्रतिवर्ती हो सकता है।अल्पकालिक बहाव पर अभी भी विचार किया जाना चाहिए जब प्रणाली में अतिरिक्त संकेत हानि के लिए सीमित सहिष्णुता है.
लंबे समय तक गर्मी के संपर्क में रहना अधिक गंभीर होता है। ऊंचा तापमान आणविक विश्राम, आंतरिक तनाव रिहाई और स्थायी संरचनात्मक परिवर्तन को तेज कर सकता है।पीओएफ पर थर्मल विश्वसनीयता अनुसंधान उसी इंजीनियरिंग सावधानी का समर्थन करता हैउच्च थर्मल तनाव ऑप्टिकल शक्ति और भौतिक संरचना को प्रभावित कर सकता है जब एक्सपोज़र स्थितियां उत्पाद के लिए डिज़ाइन किए गए दायरे से परे जाती हैं।
समय के साथ ये परिवर्तन एक अस्थायी ऑप्टिकल उतार-चढ़ाव को अपरिवर्तनीय मंदी वृद्धि में बदल सकते हैं। यही कारण है कि तापमान बहाव और उम्र बढ़ने का अलग से मूल्यांकन नहीं किया जाना चाहिए। वास्तविक प्रणालियों में,गर्मी अक्सर त्वरक के रूप में कार्य करती है जो छिपे हुए तनाव को दृश्यमान संकेत गिरावट में बदल देती है.
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वीएफडी/पीसीएस/एसवीजी/पावर इलेक्ट्रॉनिक्स कैबिनेट में तापमान विचलन
पीओएफ उम्र बढ़ने एक सामग्री परिवर्तन प्रक्रिया है। पॉलिमर हमेशा के लिए अपरिवर्तित नहीं रहता है। गर्मी, ऑक्सीजन, यूवी के संपर्क में,और अन्य पर्यावरणीय कारक धीरे-धीरे पारदर्शिता को कम कर सकते हैं.
| उम्र बढ़ने का कारक | सामग्री तंत्र | ऑप्टिकल परिणाम | दीर्घकालिक जोखिम |
|---|---|---|---|
| थर्मल एजिंग | पोलीमर चेन अपघटन और आणविक विश्राम | पारदर्शिता में कमी और फैलाव में वृद्धि | धीरे-धीरे कमजोर होने की वृद्धि |
| ऑक्सीकरण | बहुलक सामग्री का सतह या आंतरिक ऑक्सीकरण | अवशोषण हानि में वृद्धि | दीर्घकालिक ऑप्टिकल क्षरण |
| यूवी एक्सपोजर | यूवी-संचालित सामग्री अपघटन और पीलापन | कम पारदर्शिता और प्रकाश संचरण में परिवर्तन | उच्च कमजोरी और कम स्थिरता |
थर्मल एजिंग पॉलिमर चेन को खराब कर सकती है और पारदर्शिता को कम कर सकती है। यह हमेशा अचानक नहीं होता है। इसके बजाय, सामग्री धीरे-धीरे ऑप्टिकल स्पष्टता खो सकती है क्योंकि एक्सपोजर समय बढ़ता है।
औद्योगिक अलमारियों में, थर्मल एजिंग अधिक प्रासंगिक हो जाती है जब POF को गर्मी उत्पन्न करने वाले उपकरणों के पास रूट किया जाता है या जब अलमारियों में लंबे ऑपरेटिंग घंटे होते हैं।यहां तक कि अगर तापमान तुरंत फाइबर को नुकसान नहीं पहुंचाता है, बार-बार एक्सपोजर से दीर्घकालिक कमजोरी में तेजी आ सकती है।
ऑक्सीकरण सतह पर या सामग्री के अंदर हो सकता है। जैसे-जैसे ऑक्सीकरण प्रगति करता है, अवशोषण हानि बढ़ सकती है।इसका मतलब है कि अधिक ऑप्टिकल ऊर्जा फाइबर के माध्यम से प्रेषित होने के बजाय सामग्री द्वारा अवशोषित है.
पीओएफ के लिए, ऑक्सीकरण महत्वपूर्ण है क्योंकि यह यांत्रिक तनाव और थर्मल विश्राम से परे एक और उम्र बढ़ने का मार्ग जोड़ता है।यह फाइबर के स्पष्ट रूप से टूटने के बिना भी धीरे-धीरे ऑप्टिकल हानि में योगदान कर सकता है.
यूवी एक्सपोज़र पॉलिमर सामग्री को खराब कर सकता है और पीलापन का कारण बन सकता है। पीलापन महत्वपूर्ण है क्योंकि यह इंगित करता है कि सामग्री की ऑप्टिकल पारदर्शिता बदल गई है।एक फाइबर जो कम पारदर्शी हो जाता है, उसमें बढ़ी हुई कमजोरी दिखने की अधिक संभावना होती है.
इसका मतलब यह नहीं है कि प्रत्येक पीओएफ स्थापना को गंभीर यूवी जोखिम का सामना करना पड़ता है। इनडोर औद्योगिक प्रणालियों में सीमित यूवी जोखिम हो सकता है। हालांकि, यदि फाइबर यूवी स्रोतों के पास स्थापित किया जाता है, तो उजागर पैनल,निरीक्षण लाइट, या बाहर से जुड़े मार्गों, यूवी प्रतिरोध और जैकेट सुरक्षा की जांच की जानी चाहिए।
कोर की उम्र बढ़ने के तंत्र को सरलता से संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता हैः सामग्री धीरे-धीरे एक अधिक पारदर्शी ऑप्टिकल संरचना से एक ऐसी संरचना की ओर स्थानांतरित हो जाती है जो अधिक प्रकाश को अवशोषित या बिखेरती है।
यह संक्रमण बताता है कि कमजोरी में वृद्धि प्रगतिशील क्यों हो सकती है। उम्र बढ़ने से फाइबर में पूर्ण टूटने की आवश्यकता नहीं होती है। यहां तक कि छोटे सामग्री परिवर्तन भी सिग्नल स्थिरता को कम कर सकते हैं,विशेष रूप से अतिरिक्त ऑप्टिकल हानि के लिए सीमित सहिष्णुता वाले प्रणालियों में.
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पीओएफ वृद्धावस्थाः पारदर्शी संरचना से फैलने वाली संरचना तक
वास्तविक अनुप्रयोगों में, क्षीणन वृद्धि आमतौर पर एक अलग कारक के कारण नहीं होती है। आंतरिक तनाव, तापमान और समय एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं।
एक व्यावहारिक अभियांत्रिकी मॉडल हैः
दीर्घकालिक क्षीणन वृद्धि आमतौर पर तब होती है जब अवशिष्ट तनाव, ऊंचा तापमान और सेवा समय एक साथ कार्य करते हैं।
इसका मतलब यह नहीं है कि हर POF लिंक विफल हो जाएगा. इसका मतलब है कि दीर्घकालिक स्थिरता इस बात पर निर्भर करती है कि कितनी आंतरिक अस्थिरता मौजूद है, पर्यावरण इसे कितनी तेजी से गति देता है,और कब तक फाइबर उजागर रहता है.
| कारक | अवमानना में भूमिका | अल्पकालिक प्रभाव | दीर्घकालिक परिणाम |
|---|---|---|---|
| आंतरिक तनाव | संभावित अस्थिरता को परिभाषित करता है | प्रारंभिक परीक्षण के दौरान दिखाई नहीं दे सकता है | अपवर्तक सूचकांक विकृति, सूक्ष्म दरारें और झुकने की संवेदनशीलता का कारण बन सकता है |
| तापमान | विघटन गति को नियंत्रित करता है | कमजोरी में उतार-चढ़ाव का कारण बन सकता है | तनाव मुक्ति, आणविक विश्राम और संरचनात्मक परिवर्तन को तेज करता है |
| समय | संचयी परिवर्तन निर्धारित करता है | आमतौर पर कोई तत्काल प्रभाव नहीं होता | छोटे सामग्री और संरचनात्मक परिवर्तनों को मापने योग्य कमजोरी वृद्धि बनने की अनुमति देता है |
आंतरिक तनाव अस्थिरता के लिए छिपी हुई प्रारंभिक स्थिति बनाता है। एक कम तनाव फाइबर संरचना पूर्वानुमानित ऑप्टिकल व्यवहार को बनाए रखने की अधिक संभावना है।उच्च तनाव वाली संरचना प्रारंभिक परीक्षण से गुजर सकती है लेकिन गर्मी के प्रति संवेदनशील हो जाती है, झुकना, या दीर्घकालिक संपर्क।
तापमान एक त्वरक के रूप में कार्य करता है। यह आणविक विश्राम, तनाव रिलीज और सामग्री उम्र बढ़ने को तेज कर सकता है। थर्मल साइकिल भी संरचना को बार-बार विस्तार और संकुचन कर सकता है,छोटे दोषों के ऑप्टिक रूप से महत्वपूर्ण होने के जोखिम को बढ़ाना.
समय के साथ विघटन तंत्र जमा हो जाता है। एक छोटी मात्रा में तनाव या गर्मी के संपर्क में आने से एक छोटी अवधि के दौरान गंभीर नहीं हो सकता है। हालांकि, लंबी अवधि में,बार-बार थर्मल और यांत्रिक प्रभावों को मापा क्षीणन वृद्धि के लिए नेतृत्व कर सकते हैं.
इसीलिए औद्योगिक पीओएफ को केवल अल्पकालिक ऑप्टिकल लिंक के रूप में नहीं, बल्कि दीर्घकालिक प्रणाली घटक के रूप में मूल्यांकन किया जाना चाहिए।
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तनाव + तापमान + समय = दीर्घकालिक क्षीणन वृद्धि
औद्योगिक पीओएफ क्षीणन स्थिरता में सुधार के लिए सामग्री, प्रक्रिया, संरचना और परीक्षण स्तरों पर नियंत्रण की आवश्यकता होती है। लक्ष्य न केवल प्रारंभिक क्षीणन को कम करना है,लेकिन एक फाइबर संरचना है कि वास्तविक सेवा की स्थिति में स्थिर रहता है बनाने के लिए.
आंतरिक तनाव नियंत्रण उत्पादन के दौरान शुरू होता है। महत्वपूर्ण प्रक्रिया दिशाओं में उत्पादन के दौरान अनुकूलित शीतलन वक्र, एनीलिंग और तनाव नियंत्रण शामिल हैं।
एक अनुकूलित शीतलन वक्र असमान सिकुड़ने और जमे हुए तनाव को कम करने में मदद करता है। एनीलिंग पॉलिमर संरचना को अधिक समान रूप से आराम करने में मदद कर सकता है। ड्राइंग, एक्सट्रूज़न के दौरान तनाव नियंत्रण,और घुमावदार यांत्रिक तनाव को कम करता है जो बाद में झुकने की संवेदनशीलता या मंदता बहाव के रूप में दिखाई दे सकता है.
लक्ष्य एक कम तनाव, स्थिर फाइबर संरचना है। औद्योगिक पीओएफ में, यह सबसे कम संभव प्रारंभिक क्षीणन संख्या का पीछा करने से अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है।
सामग्री और जैकेट मिलान भी दीर्घकालिक स्थिरता को प्रभावित करता है। यदि कोर और जैकेट अलग-अलग दरों पर सिकुड़ते हैं, तो आंतरिक तनाव विकसित हो सकता है। यदि एक्सट्रूज़न तापमान को नियंत्रित नहीं किया जाता है,जैकेट ऑप्टिकल फाइबर के चारों ओर संपीड़न या असमान तनाव पैदा कर सकता हैयदि मार्ग या पैकेजिंग के दौरान बाहरी दबाव लागू किया जाता है, तो सूक्ष्म झुकने का नुकसान बढ़ सकता है।
मुख्य इंजीनियरिंग नियंत्रणों में कोर और जैकेट के बीच संकुचन व्यवहार को मिलान करना, एक्सट्रूज़न तापमान को नियंत्रित करना और बाहरी संपीड़न से बचना शामिल है।ये विशेष रूप से जैकेट वाले औद्योगिक पीओएफ के लिए महत्वपूर्ण हैं, जहां सुरक्षात्मक परत को नए ऑप्टिकल तनाव पैदा किए बिना पर्यावरण प्रतिरोध में सुधार करना चाहिए।
विश्वसनीयता परीक्षण को प्रारंभिक क्षीणन माप का समर्थन करना चाहिए। आईईसी 60793-1-40 में क्षीणन माप के मान्यता प्राप्त तरीकों की पहचान की गई है जैसे कि कट-बैक, सम्मिलन हानि, बैकस्केटरिंग,और स्पेक्ट्रल एट्यूनेशन मॉडलिंग, लेकिन केवल कमजोरी माप से ही दीर्घकालिक औद्योगिक स्थिरता साबित नहीं होती है।
औद्योगिक ग्रेड के पीओएफ के मूल्यांकन में पर्यावरण और यांत्रिक तनाव की स्थितियां शामिल होनी चाहिए जो वास्तविक उपयोग को दर्शाती हैं। प्रासंगिक परीक्षणों में उच्च तापमान उम्र बढ़ने,झुकने और तापमान के साथ संयुक्त परीक्षण, और ईएमआई वातावरण संकेत स्थिरता परीक्षण।
| परीक्षण प्रकार | उद्देश्य | तनाव की स्थिति | इससे क्या पता चलता है? | औद्योगिक उपयोग के लिए प्रासंगिकता |
|---|---|---|---|---|
| आरंभिक क्षीणन माप | आरंभिक ऑप्टिकल हानि स्थापित करें | नियंत्रित परीक्षण की स्थिति | आधारभूत संचरण हानि | आवश्यक लेकिन पर्याप्त नहीं |
| उच्च तापमान वृद्धिकरण परीक्षण | दीर्घकालिक थर्मल स्थिरता का आकलन करें | उदाहरण:85°C / 1000 घंटे | गर्मी के संपर्क में आने के बाद कमजोरी बहाव | कैबिनेट और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स वातावरण के लिए उपयोगी |
| झुकने + तापमान संयुक्त परीक्षण | यांत्रिक और थर्मल बातचीत की जाँच करें | झुकने का तनाव और ऊंचा तापमान | रूटिंग और थर्मल साइक्लिंग के प्रति संवेदनशीलता | कॉम्पैक्ट औद्योगिक प्रतिष्ठानों के लिए महत्वपूर्ण |
| ईएमआई वातावरण संकेत स्थिरता परीक्षण | हस्तक्षेप-भारी प्रणालियों में संचार व्यवहार सत्यापित करें | उच्च ईएमआई परिचालन वातावरण | विद्युत शोर के तहत संकेत स्थिरता | वीएफडी, पीसीएस/एसवीजी और पावर सिस्टम के लिए प्रासंगिक |
द85°C / 1000 घंटेस्थिति को उच्च तापमान उम्र बढ़ने के परीक्षण के उदाहरण के रूप में समझा जाता है, न कि सभी पीओएफ के लिए एक सार्वभौमिक पास/फेल मानक।कुछ पीओएफ उत्पाद विनिर्देश 1 के बाद मंदी-परिवर्तन सीमाओं को परिभाषित करते हैंये सीमाएं उत्पाद-विशिष्ट हैं, इसलिए सामग्री, केबल संरचना और परीक्षण की स्थिति की जांच किए बिना उन्हें सामान्य नहीं किया जाना चाहिए।
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औद्योगिक पीओएफ स्थिरता के लिए विश्वसनीयता परीक्षण
एक व्यावहारिक पीओएफ मूल्यांकन में ऑप्टिकल प्रदर्शन को वास्तविक परिचालन वातावरण से जोड़ना चाहिए।इंजीनियरों को भी स्थापना के दीर्घकालिक तनाव प्रोफ़ाइल पर विचार करना चाहिए.
गर्मी, झुकने या ईएमआई वातावरण के लिए पीओएफ निर्दिष्ट करने से पहले, निम्नलिखित बिंदुओं की जाँच करें:
फाइबर मार्ग के निकट अपेक्षित निरंतर परिचालन तापमान क्या है?
क्या कैबिनेट के अंदर थर्मल चक्र या स्थानीय हॉट स्पॉट हैं?
क्या फाइबर कनेक्टरों के पास, संकीर्ण मार्गों के पास या लगातार यांत्रिक तनाव वाले क्षेत्रों में मोड़ा जाएगा?
क्या जैकेट संरचना आवश्यक यांत्रिक सुरक्षा के लिए उपयुक्त है?
क्या कोर और जैकेट सामग्री दीर्घकालिक स्थिरता आवश्यकताओं के साथ संगत हैं?
क्या फाइबर का उच्च तापमान में उम्र बढ़ने, झुकने या ईएमआई के संपर्क में आने के बाद मूल्यांकन किया गया है?
क्या नमी, तेल, रसायन, विलायक, चिपकने वाला, प्लास्टिसाइज़र या यूवी एक्सपोजर की सीमाएं इंस्टॉलेशन के लिए प्रासंगिक हैं?
क्या प्रदर्शन मूल्यांकन केवल प्रारंभिक क्षीणन पर आधारित है या इसमें दीर्घकालिक क्षीणन वृद्धि पर भी विचार किया गया है?
औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, पहला प्रश्न यह होना चाहिएः स्थापना के बाद फाइबर का अनुभव क्या होगा?एक नियंत्रित परीक्षण में एक पीओएफ लिंक एक ही लिंक एक गर्म कैबिनेट के अंदर स्थापित से अलग प्रदर्शन कर सकते हैं, एक तंग मोड़ के चारों ओर रूट, या दोहराया थर्मल चक्र के संपर्क में.
दूसरा प्रश्न यह होना चाहिए कि प्रणाली कितना अतिरिक्त क्षीणन सहन कर सकती है?दीर्घकालिक कमजोरी वृद्धि अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है जब प्रणाली में अतिरिक्त संकेत हानि के लिए सीमित सहिष्णुता होती है.
आरंभिक क्षीणन डेटा अभी भी महत्वपूर्ण है। य