[發明專利]一種變徑定點結構應變傳感光纜及其制作方法

在審

• 申請號: 202010843614.1
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111856674A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 宋占璞;沈夢芬;賈立翔
• 申請（專利權）人: 南京大學（蘇州）高新技術研究院
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G01B11/16
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本發明公開了一種變徑定點結構應變傳感光纜及其制作方法，包括保護層和傳感纖芯；所述保護層位于所述傳感纖芯的外層，且保護層形狀為變徑纜狀，所述傳感纖芯定點封裝在所述保護層內實現變形測量。變徑定點結構可以將傳感光纜分段，有效解決了傳感光纜測量應變平攤現象，提高了應變定位精度；表面封裝的變徑結構改變了應變傳感光纜表面平滑順直的結構，增大了傳感光纜與被測結構體的接觸面積和咬合度，解決了傳感光纜易與被測結構體發生滑移造成測量應變失真的難題。該結構的應變傳感光纜可采用分布式光纖傳感技術進行解調，適用于巖土、地質工程監測領域變形監測，具有分布式測量、定位精度高、耦合性好、安裝便利等特點。

技術領域

本發明涉及巖土、地質工程監測技術領域，更具體的說是涉及一種變徑定點結構應變傳感光纜及其制作方法。

背景技術

我國目前正處于基礎設施大規模建設時期，在水利、交通、工民建等各個領域為了保證各類建筑及設施的安全，需要對其地基、巖土體地質進行監測。分布式光纖傳感技術因其分布式傳感、測試量程大、易植入等特點在巖土、地質工程監測領域中具有越來越廣泛的應用。

分布式光纖傳感器的解調技術主要有：基于自發布里淵光時域反射技術、基于受激布里淵光時域反射技術、基于布里淵光頻域分析技術以及基于瑞利散射和菲涅爾反射的光時域反射技術等。基于這些傳感技術的分布式光纖傳感器需要將被測對象的應變、溫度等狀態變化盡可能真實、詳盡的傳遞給傳感纖芯。而當前使用的分布式光纖傳感器大部分是由通信光纜進行改良而來，其不易與巖土體耦合且應變定位不精確，缺乏傳感要求的針對性，嚴重影響分布式傳感監測技術的應用與推廣，急需發明新型的傳感纖芯封裝技術。

因此，如何提供一種增大傳感光纜與被測結構體的接觸面積和咬合度，提升傳感光纜與被測結構體之間的耦合性變徑定點結構應變傳感光纜及其制作方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種變徑定點結構應變傳感光纜及其制作方法，傳感光纜結構采用變徑纜狀，光纖纖芯定點封裝在變徑結構的保護層內，實現被測結構體的精確變形測量。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種變徑定點結構應變傳感光纜，包括保護層和傳感纖芯；所述保護層位于所述傳感纖芯的外層，且保護層形狀為變徑纜狀，所述傳感纖芯定點封裝在所述保護層內。保護層可具有不同的封裝方式。

本發明采用的變徑定點結構具有如下有益效果：

一、定點結構可以將傳感光纜分段，有效解決了傳感光纜測量應變平攤現象，提高了應變定位精度；

二、表面封裝的變徑結構改變了應變傳感光纜表面平滑順直的結構，增大了傳感光纜與被測結構體的接觸面積和咬合度，解決了傳感光纜易與被測結構體發生滑移造成測量應變失真的難題。

優選的，所述保護層包括相互連接的線型光纜段和變徑段，所述變徑段與所述線型光纜段間隔設置，每相鄰兩段變徑段之間間隔固定距離。

優選的，變徑段的外徑為線型光纜段直徑的10～20倍；所述變徑段的厚度為線型光纜段直徑的2～3倍，所述厚度方向同所述傳感纖芯的長度方向。變徑段的外徑可具有不同的規格。

優選的，相鄰兩段變徑段之間間隔不小于所述變徑段外徑的5倍。

優選的，所述變徑段材料為滿足強度需求的輕質材料，包括亞克力、樹脂和玻璃纖維合成材料或合金。

優選的，所述傳感纖芯通過定點結構定點封裝在所述保護層內，所述定點結構包覆所述傳感纖芯，且位于所述線型光纜段上，與所述線型光纜段相拼接；包括，

帶有鏤空孔的金屬套管，所述金屬套管套裝在所述傳感纖芯外側；

所述金屬套管將所述線型光纜段截斷，且兩端截面與其相鄰的所述線型光纜段截面相銜接；