JINPAT によるさまざまな光ファイバー スリップ リング モデルの技術的特性の分析

JINPAT は、さまざまな業界に 360° 回転電気伝導および信号伝送のコスト効率の高いソリューションを提供することに常に注力してきました。同社は、保護、耐振動性、耐衝撃性に関する高い基準を満たしながら、複数の信号、電流、流体経路を 1 つのスリップ リングに統合できる高難度スリップ リングの開発に優れています。

 

JINPATは、オートメーション分野における360°回転信号伝送の需要に応えて、さまざまなモデルの信号スリップリングを開発しました。専門的なマルチチャネルUSB 2.0 / 3.0信号スリップリングの他に、現在のスリップリング技術に基づいて、高解像度ビデオ信号、CAN信号、制御信号、光ファイバー信号スリップリングも開発しました。これらの高精度伝導スリップリングは技術的に高度な製品であり、光電子統合伝導スリップリングは開発が最も困難です。JINPATの光電子統合スリップリングは、精密機器やハイエンドのオートメーション機器における高速でロスのない信号伝送に最適です。

 

最新開発のスリップリングモデルLPT000-0910-3E3-FO04を例にとると、この統合スリップリングは導電性、マルチチャネル信号伝送、統合光ファイバーパスを特徴としています。480Vで動作し、3セットのギガビットイーサネット信号を送信できます。さらに、波長範囲1310nm〜1590nm、挿入損失4db未満、ファイバー曲げ半径30mmの4チャネルの光ファイバーを統合しています。また、優れた耐熱性と堅牢なハウジングを誇り、-45℃〜+80℃の温度範囲で動作できます。ハウジングはアルミニウム合金製で、軽量で耐久性があり、機器の信頼性の高い長期動作を保証します。

 

これに比べて、LPT000-1210-39S-01E3-12FO モデルは挿入損失がさらに低く、1,000 万回転を超える寿命を持つ 12 チャネルの光ファイバー パスを備えています。-30℃ ~ +80℃ の温度範囲で動作し、簡単に設置できます。

 

JINPAT の光電子統合スリップリングの中で、LPC-1F シリーズはより幅広い用途に使用され、独立した製品ラインを形成しています。このシリーズは、直径がわずか 24.8 mm のコンパクトな設計を特徴としており、端末プラットフォームの設置スペースを大幅に節約します。単一の光ファイバー チャネルを備えながら、12、24、30、36 チャネルの電流パスも統合しています。単一チャネルの光ファイバー スリップリングと比較して、このスリップリングは信号伝送の問題に対処するだけでなく、顧客に電力伝送パスも提供します。

 

さらに、このシリーズの価格はシングルチャネル光ファイバースリップリングとほぼ同じであるため、コスト効率の高い高精度導電性スリップリングとなっています。JINPAT LPC-1Fシリーズの光ファイバースリップリングは、リターンロスが45db以上、動作波長が850〜1550nm、挿入損失が2db未満(標準値は0.5db)、挿入損失変動が+/-0.25db(標準値は+/-0.15db)です。ファイバータイプはシングルモードまたはマルチモードから選択でき、コネクタタイプにはST/FC/SC/LCなどがあります。

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過酷な環境での動作に適したスリップリング

多くの電気機械製品には対応する保護レベルがあり、保護レベルが高いほど、環境適応性が強くなります。JINPATの製品シリーズには、最高のIP68保護レベルを備えた製品もあります。これらの製品には、カスタマイズされた小型カプセルスリップリングと特定のモデルの光ファイバースリップリングが含まれます。これらの高保護レベルのスリップリングは、水中の高圧環境、高寒冷環境、熱帯雨林の湿気の多い環境など、比較的極端で過酷な外部環境に適応できます。

 

自然環境は客観的に存在し、人々の生産や生活の中で、常に新しい環境を作り出します。人工的に作り出されたこれらの新しい環境の中には、自然条件下の過酷な環境よりもはるかに過酷なものもあります。しかし、人工的に作り出されたこれらの極めて過酷な環境でも、動作時にスリップ リングのサポートを必要とする電気機械装置が存在します。

 

まず、高温です。一般的なタイプの装置は高温ローラーで、100℃以上の温度で動作します。このような装置は回転速度が高くなく、スリップリングの構造を変更する必要もありませんが、超高温でのスリップリングの動作の安定性を極めてテストします。スリップリングの全体的な高温耐性性能が標準に達していない場合、耐電圧強度による絶縁の低下、動的抵抗値の異常な変動、信号伝送の異常などの問題が発生する可能性があります。100℃を超える温度で動作するスリップリングの異常な信号伝送や絶縁耐電圧強度の不足などの問題を解決する上で、JINPATは豊富な経験を持っています。 LPC-0303-HD01高解像度ビデオスリップリングを例にとると、このスリップリングが作動すると、最大140MPaの圧力で201メチルシリコーンオイルに浸され、最大外部周囲温度は200℃に達することがあります。長年の経験により、JINPATは、高温高圧条件下でのこの製品の高解像度ビデオ伝送と絶縁耐電圧値の低下の問題を完全に解決しました。

 

前述のスリップリングは極めて高温で動作する必要がありますが、一部のスリップリングは極端な例で、高温に極めて敏感です。一定の温度を超えると、スリップリングの性能も直線的に低下します。これらのタイプのスリップリングは、一般的に主に高速スリップリングです。一般的に、動作速度が20,000rpmのスリップリングには一定の放熱対策が必要ですが、より高速のスリップリングでは、-195.8℃の液体窒素を使用してスリップリングを冷却するなど、より積極的な放熱対策を採用します。用途が極めて特殊で市場の需要が非常に少ないため、マイナス200℃に近い温度に耐えられるスリップリングの開発技術は現在空白であり、開発計画や完成品を持っているスリップリングメーカーはありません。

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JINPAT 信号スリップリングに対応する異なるワイヤタイプ

信号スリップリングは、スリップリングの中でも重要なカテゴリであり、電気機械システムにおける信号の 360° 回転伝送を担っています。信号の種類で単純に分類すると、市販の信号スリップリングは基本的に電気信号スリップリングと光信号スリップリングに分けられます。前者はさまざまな種類の導体を使用して電流を伝送し、使用される導体の種類は信号の種類によって大きく異なります。後者は光ファイバーを伝送媒体として使用し、特殊な周波数帯域で光を伝送するため、光信号スリップリングは光ファイバー スリップリングとも呼ばれます。

 

開発の難しさという観点から見ると、マルチチャネル光ファイバースリップリングは、すべての信号スリップリングの中で最も技術的に進んだ製品です。マルチチャネル光ファイバースリップリング、特にシングルモード光ファイバースリップリングの技術的な課題は、内部のプリズムやその他のレンズシステムにあります。光学的な観点から見ると、マルチチャネル光ファイバースリップリングは高精度の光学システムに属します。一方、従来の電気信号スリップリングは電気工学の領域に属します。光ファイバースリップリングで使用される2種類のワイヤとは対照的に、従来の電気信号スリップリングでは、多数の電気信号を伝送するために多種多様なワイヤタイプが使用されます。

 

USB、DP、HDMI、イーサネットなどの電気機械業界で一般的な信号を例にとると、これらの各信号には対応するワイヤが必要です。JINPATは、DPスリップリング、マルチチャネルUSB 2.0信号スリップリング、ギガビットイーサネットスリップリングなど、これらの信号専用の信号スリップリングも開発しました。これらの電気信号スリップリングで使用されるワイヤは特殊ですが、基本的には、さまざまな共通導体を撚り合わせてから、外部で専用コネクタに接続することで実現されます。したがって、信号スリップリングの分野では、ツイストペアケーブルが信号伝送に最も広く使用されている方法です。ツイストペアケーブルとは別に、電気信号スリップリングでよく使用される別のタイプのワイヤは同軸ケーブルです。同軸ケーブルは内層と外層で構成され、50オームと75オームの2つの特性インピーダンスクラスで利用できます。これらは、それぞれ無線周波数信号と高解像度ビデオ信号の伝送に使用されます。