[發明專利]一種用于變形監測的分布式光纖帶及其制備方法

在審

• 申請號: 201610294554.6
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN105758326A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 歐進萍;周智;白石
• 申請（專利權）人: 智性纖維復合加固南通有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 靳苗靜

技術領域

本發明屬于傳感器技術領域，具體涉及一種用于變形監測的分布式光纖帶及其制備方法。

背景技術

光纖中的散射過程主要有三種：瑞利散射、拉曼散射和布里淵散射。基于布里淵散射的分布傳感技術雖然起步較晚，但是已經在溫度測量、應變測量上超出了其他兩者的發展，不僅測量范圍，在測量的精度以及空間分辨率方面的發展也高于其他兩種技術。分布式光纖傳感技術不僅集傳感與傳輸功能于一體，而且采集信息量大，能夠連續的讀取沿整個測程范圍內的信息變化量。

目前，該技術已被成功地應用于建筑、隧道、邊坡、基坑、堤壩等工程中的安全監測。與常規的監測技術原理不同，它具有分布式、長距離、實時性、精度高和耐久性長等特點，光纖本身既是傳感體又是信號傳輸介質，可實現對監測對象的遠程分布式監測。

但是，光纖脆弱、布設困難，故一種針對各類工程變形監測的分布式光纖帶亟待提出。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種用于變形監測的分布式光纖帶及其制備方法，該分布式光纖帶結構簡單、布設方便，將分布式光纖帶和被測物體粘結牢固，基于布里淵散射原理得到的光纖變形，對工程進行變形監測，監測更精準。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種用于變形監測的分布式光纖帶包括：玻璃纖維復合帶以及設置于玻璃纖維復合帶內的光纖，光纖沿玻璃纖維復合帶的長度方向延伸分布，玻璃纖維復合帶由玻璃纖維增強塑料制成，玻璃纖維復合帶用于粘結于待監測物體上。

本發明一種用于變形監測的分布式光纖帶結構簡單，將光纖設置于玻璃纖維復合帶內，對光纖進行封裝保護。將玻璃纖維復合帶粘結于待監測物體上，光纖和玻璃纖維復合帶的協同變形。當被測物體發生變形時，玻璃纖維復合帶發生變形，從而光纖也發生變形，光纖的應變通過基于布里淵散射技術進行測量，即通過儀器測得封裝入玻璃纖維復合帶中的光纖段中布里淵背向散射光中心頻率的漂移量，利用光纖中散射光的頻移與光纖的應變間的線性關系，獲取該段光纖的應變值。

本發明一種用于變形監測的分布式光纖帶的玻璃纖維復合帶可以切割成任意長度。因此，該分布式光纖帶可以實現各種量程范圍的監測。由于布里淵技術具有長距離傳感的特點，可以輕松組建大型的傳感網絡，滿足大型工程的需要，并且分布式光纖傳感技術不僅集傳感與傳輸功能于一體，而且采集信息量大，能夠連續的讀取沿整個測程范圍內的信息變化量。分布式光纖帶便于攜帶，便于布設。

在上述技術方案的基礎上，還可做如下改進：

作為優選的方案，玻璃纖維復合帶的橫截面呈矩形。

采用上述優選的方案，便于粘結于待監測物體上，待監測物體與分布式光纖帶可以協同形變。

作為優選的方案，玻璃纖維復合帶的寬度為0.5～1.5cm。

采用上述優選的方案，便于黏貼。

作為優選的方案，玻璃纖維復合帶的厚度為1～3mm。

采用上述優選的方案，便于黏貼，待監測物體與分布式光纖帶可以協同形變。

作為優選的方案，光纖設置于玻璃纖維復合帶橫截面的中心。

采用上述優選的方案，保證光纖與玻璃纖維復合帶可以協同形變，從而保證光纖與待監測物體可以協同形變，測量更精準。

作為優選的方案，在玻璃纖維復合帶沿長度方向的相對兩側設有向玻璃纖維復合帶寬度方向延伸的延伸部。

采用上述優選的方案，延伸部可以更有效的與待監測物體實現粘結。

作為優選的方案，在延伸部上設有用于連接的切口。

采用上述優選的方案，當相對兩側的延伸部連接時，一側的延伸部插入另一側延伸部的切口中，使得玻璃纖維復合帶與待監測物體的粘結更牢固。

一種用于變形監測的分布式光纖帶的制備方法，具體包括以下步驟：

一、備料：將玻璃纖維復合帶的生產原料和光纖預先準備好；

二、入模：將玻璃纖維復合帶的生產原料和光纖一起送入拉擠工藝的模具中；

三、固化：將玻璃纖維復合的生產原料加熱固化成型，將玻璃纖維復合帶的生產原料與光纖固化成一體，一區溫度為：140～180℃，二區溫度為：160～200℃，三區溫度為160～200℃；四、拉伸成型：拉擠設備對固化后的半成品進行拉伸成型，形成玻璃纖維復合帶；

五、剪切：剪切設備對玻璃纖維復合帶進行剪切。

本發明一種用于變形監測的分布式光纖帶的制備方法工藝簡單，效果好，成本低，光纖和料玻璃纖維復合帶的生產原料固結良好，保證了光纖和玻璃纖維復合帶的協同變形。