[實用新型]一種沿物體表面敷設(shè)的分布式應(yīng)變和溫度監(jiān)測光纜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220335164.6
• 申請日: 2012-07-11
• 公開（公告）號: CN202720369U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭歡;葛輝良;曹云龍;桑衛(wèi)兵;馮亞非
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G01B11/16;G01K11/32
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及光纜領(lǐng)域，主要是一種沿物體表面敷設(shè)的分布式應(yīng)變和溫度監(jiān)測光纜，能粘接在物體表面作為傳感器使用。

背景技術(shù)

近年來，基于布里淵散射的分布式光纖傳感技術(shù)（BOTDA）得到廣泛的應(yīng)用。當超過布里淵功率閾值的激光脈沖打入光纖中，激光脈沖的能量將從高頻向低頻發(fā)生遷移，頻率偏移量f滿足下式給出：

f=2nv/λ

其中n為光纖的折射率，v為光纖中的聲速，λ為激光脈沖的波長。

由于聲速v與光纖的應(yīng)變和溫度有關(guān)，故可以將光纖做成光纜與被測物粘接，利用光纖中的布里淵頻移量間接測量被測物所受的形變和溫度。因此能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)變或溫度測量的傳感光纜是基于布里散射的分布式光纖傳感器的一項核心組件。

目前國外對于應(yīng)變或溫度傳感光纜進行了大量的研究工作。如日本Neubrex公司就設(shè)計實現(xiàn)了FN-SIL-1型光纜，該光纜適用于對混凝土的內(nèi)應(yīng)變進行監(jiān)測，但無法對物體表面的應(yīng)變進行有效監(jiān)測。雖然該公司也有適用于表面應(yīng)變測量的FN-SSL-3系列，但其采用的是兩根相同的帶狀光纖，只能測試應(yīng)變信息，無法給出溫度特性，而且它采用泡沫粘合材料進行粘接，不利于惡劣環(huán)境和長時間監(jiān)測。

國內(nèi)在此方面也有相關(guān)的研究，部分實用新型也形成了專利，但都存在不同的缺陷和不足。如實用新型201020686743.6公開了一種溫度應(yīng)變感測光纜，其技術(shù)方案是在護套底部附著膠黏層以解決光纜與被測結(jié)構(gòu)的粘接工藝問題。該技術(shù)方案沒有解決光纜的工程防護，以及光纜除膠黏層以外部分與被測結(jié)構(gòu)的粘接工藝問題。實用新型201020650002.2公開了一種鎧裝保護的全緊結(jié)構(gòu)分布式應(yīng)變傳感光纜，其技術(shù)方案是對于緊套光纖進行鎧裝，以增強光纜強度。該技術(shù)方案無法對溫度和應(yīng)變量同時測量。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種沿物體表面敷設(shè)的分布式應(yīng)變和溫度監(jiān)測光纜，以解決溫度和應(yīng)變同時、分布式測量，光纜與被測結(jié)構(gòu)表面的粘接工藝，光纜強度增強，光纜的易實施和工程防護的問題。

本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，它包括至少一根用于測量應(yīng)變的應(yīng)變光纖、至少一根用于測量溫度的溫度光纖、用于對溫度光纖隔離應(yīng)變的應(yīng)變隔離護套、用于減小溫度光纖和應(yīng)變隔離護套摩擦的填充物、用于防水防腐蝕的光纜防護層、用于和被測結(jié)構(gòu)粘接的粘接層，所述的應(yīng)變光纖與溫度光纖分布于光纜保護層上，該光纜保護層的外圍上設(shè)有一層粘接層，且該光纜保護層的兩端設(shè)有用于增加光纜強度的第一加強件和第二加強件；在該溫度光纖和應(yīng)變隔離護套間加入填充物。

作為優(yōu)選，所述的應(yīng)變光纖和溫度光纖是同種、單模光纖。

作為優(yōu)選，所述的應(yīng)變隔離護套是金屬圓管。

作為優(yōu)選，所述的粘接層采用環(huán)氧樹脂和硅硐結(jié)構(gòu)粘接膠材料制成。

本實用新型的有益效果為：1、通過引入應(yīng)變光纖和溫度光纖，解決了物體表面每個位置點的溫度和應(yīng)變信息同時測量的問題；2、通過粘接層，解決了光纜與被測結(jié)構(gòu)表面的粘接工藝問題；3、通過引入加強件，解決了光纜的抗拉、抗壓強度問題；4、采用扁平雙芯室內(nèi)皮線光纜結(jié)構(gòu)，既方便于在被測物表面貼裝，也利于工程成纜實現(xiàn)；5、通過引入應(yīng)變隔離護套，解決了光纜水密、油密、耐酸堿、抗老化、無煙阻燃等工程防護問題。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的標號分別為：1、應(yīng)變光纖；21、溫度光纖；22、填充物；23、應(yīng)變隔離護套；3、光纜防護層；4、粘接層；51、第一加強件；52、第二加強件。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型做詳細的介紹：如附圖1所示，本實用新型包括至少一根用于測量應(yīng)變的應(yīng)變光纖1、至少一根用于測量溫度的溫度光纖21、用于對溫度光纖隔離應(yīng)變的應(yīng)變隔離護套23、用于減小溫度光纖21和應(yīng)變隔離護套23摩擦的填充物22、用于防水防腐蝕的光纜防護層3、用于和被測結(jié)構(gòu)粘接的粘接層4，其特征在于：所述的應(yīng)變光纖1與溫度光纖21分布于光纜保護層3上，該光纜保護層3的外圍上設(shè)有一層粘接層4，且該光纜保護層3的兩端設(shè)有用于增加光纜強度的第一加強件51和第二加強件52；在該溫度光纖21和應(yīng)變隔離護套23間加入填充物22。填充物22采用芳綸紗，用于光纜的抗拉伸防護，并減小溫度光纖21和應(yīng)變隔離護套23之間的摩擦力，進一步隔離應(yīng)變對于溫度光纖21的影響。