Lidojuma laikā sabojājas drona šķiedras saite, un pirmais jautājums gandrīz vienmēr ir par šķiedras pakāpi. Vai tiešām G.657.A2? Vai piegādātājs nosūtīja kaut ko lētāku?
Šis jautājums reti kur ved, jo līkuma pakāpe nosaka, cik daudz gaismas iztur šauras līkumā. Tas neko neliecina par to, vai stikls izdzīvo, ja to lielā ātrumā novelk no spoles. Izmaksas pārtraukšana ir mehānisks notikums, un specifikācijas, kas to paredz, sarunā parasti trūkst.
Šajā rokasgrāmatā ir aprakstīts, kur šķiedra faktiski sabojājas, kā nolasīt stiepes izturības skaitli, nemaldinot to, kāpēc ruļļu konstrukcijai ir tikpat liela nozīme kā šķiedrai, un ko ierakstīt specifikācijā, lai nākamo partiju varētu spriest par kaut ko konkrētu.
Ātrā atbilde: Trīs skaitļi, kas nosaka, vai jūsu šķiedra izdzīvos
| Numurs | Ko tas jums saka | Tipiska vērtība FPV kvalitātes tukšajai šķiedrai |
|---|---|---|
| Pierādījuma pārbaudes līmenis | Sijāšanas spriegums katram metram, kas pagājis ražošanas laikā | ~100 kpsi (≈ 8,5–9,2 N ieslēgts 125 µm apšuvums) |
| Stiepes izturība | Slodze, pie kuras šķiedra faktiski saplīst | ~50 N tipiski; 55–60 N uzlabotajām versijām |
| Izmaksas spriedze | Slodze, ko spole uzliek, atritinot lidojuma ātrumā | Neviens nav publicējis — jums tas ir jāpārbauda |
Trešais numurs ir tas, kas beidz lidojumus, un tas ir tas, ko datu lapa nesatur. Tas nāk no ruļļu konstrukcijas, tinuma metodi un cik ātri drons paātrinās, nav no šķiedras specifikācijas.
Ja jūs šeit lasāt tikai vienu lietu: šķiedra ar izcilu stiepes izturību uz slikti uztītas spoles tik un tā plīsīs. Spole nav iepakojums.
Kur dronu šķiedra faktiski neizdodas
Izmaksas neveiksmes iedalās četros mehānismos. Viņi pieprasa dažādus labojumus, un to uztveršana kā viena problēma ir iemesls, kāpēc viena un tā pati kļūme atkārtojas.
Statisks pārtraukums
Šķiedra tiek izvilkta pāri tās stiepes robežai vienā notikumā — aizķeršanās uz šķēršļa, pēkšņa virziena maiņa, aizķeršanās uz lidmašīnas korpusa. Slodzes tapas pārsniedz pārtraukuma slieksni, un saite nekavējoties pazūd.
Šis ir mehānisms, ko cilvēki attēlo, un tas ir visretāk sastopamais no četriem.
Dinamisks izmaksu pārtraukums
Kamēr šķiedra atritinās, veidojas spriedze. Spole, kas izlaiž nevienmērīgi, slānis, kas noķer zem tā esošo, paātrinājums, kas ir ātrāks nekā iepakojums spēj barot — katrs virza spriedzi uz augšu, un stikls sabojājas pie jebkuras slodzes, ko tas sasniedz, kas var būt krietni zem nominālās stiprības, ja tajā vietā rodas defekts.
Šis ir dominējošais atteices režīms lidojuma laikā, un to daudz vairāk regulē spole nekā šķiedra.
Nobrāzumi un berzes bojājumi
Šķiedra berzē pret ruļļa malu, mājokļa izeja, vai pati par sevi. Pārklājums nodilst, stikla virsma uztver mikroskopiskus bojājumus, un spēks samazinās lokāli. Pārtraukums var notikt minūtes vēlāk kaut kur, kas izskatās nenozīmīgs.
Berzes bojājumi ir kumulatīvi un neredzami, kas padara to par visgrūtāk diagnosticējamu mehānismu pēc fakta.
Sapīšanās un pašsmērēšanās
Šķiedra atgriežas pie sevis, noķer lidmašīnas korpusu, vai veido mezglu, kad tas atdalās no iepakojuma. Optiskās šķiedras mezgls koncentrē spriegumu rādiusā, kas ir daudz zemāks par to, ko pieļauj pakāpe, un tas tur saplīst.
Kāpēc “tas salūza” gandrīz nekad nav atzīmes problēma
Trīs no šiem četriem mehānismiem nosaka spole un lidojuma profils. Ceturtais - statiskais pārrāvums - ir atkarīgs no stiepes izturības, un stiepes izturība nav tādalieces nejutīga pakāpe apraksta. A1 un A2 ir ekranēti līdz tādam pašam mehāniskajam līmenim un atšķiras ar lieces optiku.
Tātad, kad piegādātājs apstiprina, ka šķiedra patiešām ir A2, un lūzums turpinās, tāds ir sagaidāmais rezultāts, nav pretruna. Pamatinformācija par to, kā darbojas piesaistītā arhitektūra un cik tas jums maksā, skatiet mūsu ceļvedioptiskās šķiedras FPV drons.
Kā nolasīt stiepes stiprības skaitli
Šeit ir praktiskā problēma. Divi piegādātāji norāda stiepes izturību. Viens saka 50 N, cits saka 500 N. Otrais izskatās desmit reizes spēcīgāks.
Ļoti bieži tas nemaz nav stiprāks — tas mēra kaut ko citu. Stiepes figūra ir bezjēdzīga, kamēr nezināt par to trīs lietas.
Jautājums 1: Kas tika pārbaudīts?
Kailā šķiedra, stingras bufera šķiedras un kabeļu šķiedras ir trīs dažādi produkti ar trīs dažādām stiprībām.
| Kas tiek pārbaudīts | Kas nes slodzi |
|---|---|
| Kailā šķiedra (245 µm vai 200/242 µm pārklāts stikls) | Pats stikls |
| Cieši buferēta šķiedra | Stikls plus bufera slānis |
| Kabeļu šķiedra | Aramīda dzija, FRP vai tērauda stiprības elementi — stikls gandrīz nenes no tā |
Kabeļu konstrukciju var novērtēt simtos ņūtonu, jo aramīda dzija nes slodzi. Šis skaitlis ir reāls kabelim, un nav nozīmes tukšai šķiedrai uz drona spoles.
Ātra pārbaude: ja līdzās tādiem vārdiem kā aramīds parādās stiepes figūra, spēka biedrs, vai pastiprināts, tas apraksta kabeli. Kailai šķiedrai nav neviena no šīm sastāvdaļām. Kad tukša šķiedras lapa citē spēku, kas var rasties tikai no pastiprinātas konstrukcijas, numurs un prece nesakrīt.
Jautājums 2: Kā tas tika pārbaudīts?
Pierādījuma pārbaude un stiepes izturība ir dažādi mērījumi, un atstarpe starp tām ir pietiekami liela, lai izskatītos pēc kļūdas, ja tā nav.
- Pierādījumu pārbaude — katrs šķiedras metrs ražošanas laikā tiek pakļauts noteiktam spriegumam. Viss, kas neizdodas, tiek noņemts. Šis ir skrīninga slieksnis, nav spēka vērtējums.
- Stiepes izturība — slodze, pie kuras šķiedra plīst, parasti tiek ziņots kā Veibula sadalījums, jo stikla stiprums ir statistisks, nevis viena vērtība.
Nākamajā sadaļā ir aprakstīts, kāpēc tie atšķiras aptuveni sešas reizes.
Jautājums 3: Kāda vienība?
Šķiedru stiprums parādās kā ņūtoni, GPa vai kpsi atkarībā no datu lapas, kas ļauj specifikācijām izskatīties nesalīdzināmas, ja tādas nav. Visi trīs brīvi konvertējas, jo spriegums ir spēks, kas dalīts ar šķērsgriezuma laukumu.
Standartam 125 µm apšuvums:
A=lppr2=lpp×(62.5×10–6)2=1,227×10−8 m2
Spēks(N)= Stress(Pa)×A1 GPa = 145 kpsi
Kas dod:
| Stress | Piespiediet 125 µm apšuvums | Līdzvērtīgs |
|---|---|---|
| 0.69 GPa | 8.5 N | 100 kpsi |
| 3.20 GPa | 39.3 N | 464 kpsi |
| 4.00 GPa | 49.1 N | 580 kpsi |
Un otrādi:
| Spēks | Stress | Līdzvērtīgs |
|---|---|---|
| 9.0 N | 0.73 GPa | 106 kpsi |
| 50 N | 4.07 GPa | 591 kpsi |
| 60 N | 4.89 GPa | 709 kpsi |
Saglabājiet šo pirmo nemainīgo vērtību, un jūs pats varat pārveidot jebkuru šķiedras stipruma specifikāciju.
Nostrādāts piemērs: lasot īstu datu lapu
Paņemiet tukšu šķiedru datu lapas sarakstuProof Test ≥ 9.0 N / ≥ 100 kpsi un, citur tajā pašā lapā, virsraksts, kas ir vairāki simti ņūtonu.
Izpildiet trīs jautājumus:
- Kas tika pārbaudīts? Pierādījuma testa līnija ir tukša šķiedra. Vairāku simtu ņūtonu figūra 125 µm stikls pārvēršas par desmitiem GPa — virs silīcija dioksīda teorētiskās stiprības. Tas nevar aprakstīt tukšu šķiedru, tātad tas apraksta pastiprinātu konstrukciju.
- Kā tas tika pārbaudīts? 9.0 N ir skrīninga slieksnis. Virsraksta figūra, lai kam tas piederētu, ir pārtraukuma slodze. Dažādi mērījumi.
- Kāda vienība? Gan ņūtonos, tāpēc vienības nav neatbilstība.
Divi skaitļi uz vienas lapas, aprakstot divus dažādus produktus. Neviens no tiem nav obligāti nepatiess, taču tie nav salīdzināmi, un tikai viena no tām ir šķiedra, kas nonāk jūsu ruļļos.
Dariet to pirms citātu salīdzināšanas, un salīdzināšana kļūs iespējama. Izlaidiet to, un jūs izvēlēsities numuru, kas raksturo kabeli, kuru nepērkat.
Pierādīšanas pārbaude pret stiepes izturību
Ko patiesībā dara pierādījumu pārbaude
Pierādīšanas pārbaude visā šķiedras garumā ražošanas laikā pievelk noteiktu spriedzi. Tās mērķis ir likvidēšana, nevis kvalifikācija: jebkurš punkts, kas ir pietiekami vājš, lai pieļautu neveiksmi, spriedze pārtrūkst rūpnīcā, nevis jūsu ruļļos.
A 100 kpsi izturības tests tāpēc garantē grīdu. Katrs metrs izdzīvoja 0.69 GPa, aptuveni 8.5 N. Tas nenozīmē, ka šķiedra saplīst tieši virs tā.
Kāpēc abi skaitļi atšķiras aptuveni sešas reizes
Faktiskais pārrāvuma stiprums ir krietni virs skrīninga līmeņa. Mūsu A2 šķiedra norāda ≥ 4.00 GPa plkst 50 % Veibula varbūtība — aptuveni49 N — ar tipiskām vērtībām apkārt50 N, un uzlabotās versijas mēra plkst55-60 N.
Tātad viena un tā pati šķiedra likumīgi pārnēsā a 100 kpsi izturības tests un ~50 N stiepes izturība. Attiecība ir aptuveni5.9×, un tas ir paredzēts:
| Vērtība | Loma | |
|---|---|---|
| Pierādījumu pārbaude | ~8,5 N (100 kpsi) | Pārbaudes grīda — katrs metrs pagājis |
| Stiepes izturība | ~50 N (4.07 GPa) | Tipiska pārtraukuma slodze |
| Paaugstināta stiepes izturība | 55-60 N | Mērīts uzlabotajās versijās |
Lasot pirmo ciparu kā otro, šķiedra izskatās sešas reizes vājāka nekā tā ir. Izlasot otro kā pirmo, pārbaudes slieksnis izskatās kā darbības garantija. Abas kļūdas regulāri parādās iepirkumu diskusijās.
Ko tas nozīmē jūsu specifikācijai: prasiet abus. Pierādīšanas tests norāda ražošanas grīdu; stiepes izturība norāda darba robežu.
Ruļļa dizains: Kāpēc iekšējam tinumam ir nozīme
Šķiedru specifikācija nosaka augšējo robežu tam, ko saite var izdzīvot. Spole izlemj, cik lielu daļu no šīs rezerves jūs faktiski saņemat.
Iekšējais vs ārējais tinums
Ārējais tinums atstāj šķiedru spoles korpusa ārpusē, pakļauti korpusam, lidmašīnas korpuss un viss, ko drons aizskrien garām. Katrs atklātais pagrieziens ir potenciāls nodiluma punkts.
Iekšējais tinums atbrīvošanas laikā notur šķiedru korpusa iekšpusē. Iepakojums ir aizsargāts no ārēja kontakta, un šķiedra iziet pa kontrolētu izejas ceļu, nevis nolobās no atvērtas virsmas.
Mehānisms ir vienkāršs: mazāk ārējo kontaktpunktu, mazāka berze, mazāk vietu, kur šķiedra var noķert dinamiskas atbrīvošanas laikā. Tam ir vislielākā nozīme atteices režīmā, kura dēļ lielākā daļa lidojumu beidzas priekšlaicīgi — dinamisks izmaksu pārtraukums, kur spriedzes pīķi rodas neregulāras atbrīvošanas dēļ, nevis no kāda atsevišķa šķēršļa.
Ruļļa materiāls un svars
Ruļļa masa tiek pārvadāta visa lidojuma laikā, tāpēc tas tieši konkurē ar akumulatoru un kravnesību.
3D-printēti ABS korpusi ir piemēroti šim lietojumam citu iemeslu dēļ: ģeometriju var pielāgot konkrētam lidmašīnas korpusam, un pārskatīšanai nav nepieciešami jauni instrumenti. Tas padara tos labi piemērotus prototipu veidošanai un platformai specifiskām versijām. Pie lielāka apjoma iesmidzināšana kļūst ekonomiskāka, uz instrumentu sagatavošanas laika un dizaina bloķēšanas rēķina.
Inženiertehniskā būtība ir tāda, ka spoles ģeometrija - mucas diametrs, atloku atstatums, izejas ceļš — ir dizaina mainīgais, kas ir jāsaskaņo ar platformu, nav pieņemts kā neatkarīgi no piegādātāja krājumiem.
Sveķu pārklājums un berze
Papildu sveķu slānis virs brūces iepakojuma samazina berzi starp blakus esošajiem pagriezieniem un nodrošina papildu aizsardzību apstrādes laikā. Tas arī pievieno masu.
Tas, vai tas ir svara vērts, ir atkarīgs no platformas. Agresīvie paātrinājuma profili, kur starpslāņu berze, visticamāk, palielinās spriegumu, gūt vislielāko labumu. Lēnai kontrolētai izvietošanai tas var nebūt vajadzīgs. Jautājiet savam piegādātājam, kuru viņš iesaka jūsu konkrētajam ātruma profilam, nevis uzskatīt to par universālu jauninājumu — un ņemiet vērā, ka pārklājuma diametra samazināšana, kas maina gan iepakojuma blīvumu, gan svaru, mijiedarbojas ar šo lēmumu.
Izmaksas ātrums un spriedzes logs
Katrai spolei ir ātruma diapazons, kurā šķiedra tīri atbrīvojas. Zem tā, atslābums var uzkrāties un cilpu. Virs tā, spriedze pieaug, līdz kaut kas neizdodas.
Šis logs ir montāžas īpašums - šķiedra, tinumu raksts, ruļļa ģeometrija un izejas ceļš kopā — tāpēc neviena šķiedras datu lapa nevar pateikt, kas tas ir. Tas jāmēra uz faktiskā iepakojuma.
Kā to izveidot:
- Veiciet izmaksu uz soliņa visā paredzētajā ātruma diapazonā, ar uzstādītu spoli tā, kā tas būs lidmašīnā.
- Pievērsiet uzmanību diviem neveiksmju parakstiem: vilcināšanās vai raustīšanās (slāņa ķeršana) un vāja uzkrāšanās (izlaižot ātrāk nekā drons virzās uz priekšu).
- Ņemiet vērā ātrumu, kādā parādās kāds no tiem. Jūsu darbības griesti atrodas zem tā, ar malu.
- Atkārtojiet pēc jebkādām ruļļa ģeometrijas izmaiņām, tinumu metode, pārklājuma diametrs vai šķiedras garums.
Agresīvs paātrinājums ir visizplatītākais veids, kā lidojuma laikā pārsniegt logu. Profils, kas darbojas vienmērīgā kāpumā, var sabojāties, ātri izbraucot, un šī atšķirība neparādīsies nevienā specifikāciju lapā - tikai uz stenda.
Attiecas arī uzminimālais lieces rādiuss paka uzliek: cieši uztīta spole notur šķiedru tuvu tās lieces robežai visa lidojuma laikā, ne tikai atbrīvošanas brīdī.
Garums, Svars un lidojuma laiks
Spoles garums ir trīsvirzienu tirdzniecība, un jebkura mainīgā optimizēšana maksā pārējos divus.
- Vairāk šķiedrvielu nozīmē garāku potenciāla diapazonu un smagāku iepakojumu.
- Smagāks iepakojums nozīmē īsāku lidojuma laiku un samazinātu kravnesību.
- Īsāks lidojuma laiks nozīmē, ka ir sasniedzams mazāks no šī teorētiskā diapazona.
Pārsniedzot noteiktu garumu, pievienotās šķiedras nevar izmantot atlikušās izturības laikā, tāpēc praktiskā atbilde ir noteikt ruļļu izmēru atbilstoši jūsu misijas rādiusam plus rezervei, nevis maksimāli, ko platforma var pacelt.
Šeit ienāk arī pārklājuma diametrs. Samazināts pārklājums nodrošina lielāku garumu tai pašai spolei ar mazāku svaru, uz plānāka aizsargslāņa un atšķirīgas vadāmības rēķina. Tas, vai ir vērts veikt tirdzniecību, ir atkarīgs no platformas un no tā, cik daudz šķiedras tiek apstrādātas pirms lidojuma — šķiedras ar samazinātu pārklājumu mehāniskās īpašības ir jāprasa konkrēti, nevis jāpieņem standarta datu lapā..
Ko norādīt savā specifikācijā
Lielākā daļa dronu šķiedru specifikāciju apraksta šķiedru un apstāšanos, kas atstāj daļas, kas nosaka izmaksu izdzīvošanu, pilnībā atstāj piegādātāja ziņā. Šīs rindas padara partiju pārbaudāmu.
Šķiedra
- Šķiedras klase un ITU-T kategorija, kurai tā atbilst
- Pārklājuma diametrs, skaidri norādīts (200/242 µm vai 245 µm — neatstājiet to netieši)
- Pierādījuma pārbaudes līmenis, kpsi vai N, ar norādīto vienību
- Stiepes izturība, norādīts atsevišķi no pierādījumu pārbaudes, ar mērījumu bāzi (tipisks, vai Veibula varbūtības līmenis)
- Vājināšanās jūsu darbības viļņu garumos
Spole
- Tinuma metode: iekšēja vai ārēja
- Reel material and total wound weight
- Fiber length per reel, with tolerance
- Spoles ģeometrija: barrel diameter and exit path configuration
- Resin coating: required, pēc izvēles, or not required
Verification
- Per-reel OTDR trace and attenuation record
- Pay-out test evidence at your intended speed range
- Batch traceability from reel to fiber lot
Two clauses worth adding explicitly:
Tensile strength shall be stated for bare fiber, not for a cabled or reinforced construction.
Proof test level and tensile strength shall be reported as separate values.
Those two lines make it impossible to answer your specification with a number that describes something you are not buying.
How to Verify Before Acceptance
On documentation. Request the per-reel OTDR trace and attenuation record. OTDR parāda vājināšanos visā garumā un atklāj punktu pārtraukumus, ko nevar uztvert viens no gala līdz galam mērījumiem.. Pārbaudiet, vai pēda atbilst saņemtajam spolei, nevis uz partijas paraugu.
Uz paša ruļļa. Pirms montāžas pārbaudiet vēju. Meklējiet šķērsotus slāņus, nevienmērīgs spriegums starp slāņiem, un jebkurā vietā, kur šķiedra atrodas pret asu malu. Acīmredzami neregulārs vējš atmaksāsies neregulāri.
Uz soliņa. Pirms pirmā lidojuma izpildiet izmaksu pārbaudi no iepriekšējās sadaļas, ne jau pēc pirmās neveiksmes. Šis ir vienīgais tests, kas izmanto faktisko mehānismu, kas beidz lidojumus, un tas maksā vienu spoli sava laika, nevis vienu lidmašīnu.
Pa partijām. Saglabājiet OTDR ierakstus. Kad notiek neveiksme, atšķirība starp ruļļu, kas atbilst specifikācijām, un to, kas neatbilst specifikācijām, ir redzama tikai tad, ja jums ir iepriekšējie ieraksti, ar kuriem salīdzināt.
Fibconet piegādā pret liecēm nejutīgas tukšās šķiedras un uztītas spoles civilās un rūpnieciskās lauka komunikācijai — reaģēšanai ārkārtas situācijās, rūpnieciskā UAV pārbaude, meklēšana un glābšana, un pagaidu tīkla izvietošana. Stiepes līmenis, pārklājuma diametrs, sveķu pārklājums, ruļļa dizains un katra ruļļa OTDR ziņošana ir norādīta katrai platformai; skat G657A2 FPV drona šķiedra uz 3D drukātas ABS spoles materiālu specifikācijām, vai nosūtiet mums savus platformas parametrus un izmaksas ātruma diapazonu, un mūsu inženieru komanda tos pārskatīs, salīdzinot ar izmērītajiem šķiedras datiem.
