[發明專利]一種船用光纖光柵溫度傳感器及其使用方法

在審

• 申請號: 202011076992.8
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112254837A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 江舒;李濤;韓雪龍;孟棟成;王佳妮
• 申請（專利權）人: 衢州學院
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 衢州維創維邦專利代理事務所(普通合伙) 33282
• 代理人: 高永志

本發明涉及一種船用光纖光柵溫度傳感器，其特征在于：包括光纜、兩根金屬薄管、FBG、毛細鋼管、金屬厚管以及膠粘劑；所述毛細鋼管套設裸FBG外，所述FBG兩側的光纖上均套設有所述金屬薄管，且其中一金屬薄管的一端與毛細鋼管的一端固定連接，將毛細鋼管懸空；所述金屬厚管通過所述膠粘劑將兩根金屬薄管膠接在金屬厚管內腔上；所述光纜套設在光纖的兩端；其由所述膠粘劑與金屬薄管粘接；所述金屬厚管的管壁內設置有空腔；該空腔內充裝有水銀；且金屬厚管的外壁上開設有進液口。本發明的溫度傳感器，檢測精度高，檢測效果好，便于安裝，便于維護。

技術領域

本發明涉及光纖傳感器技術領域，尤其是涉及一種船用光纖光柵溫度傳感器及其使用方法。

背景技術

光導纖維的應用是傳感器領域的重大突破，起源于光纖通信技術。在光通信利用中發現當溫度、應力等環境條件變化時，引起光纖傳輸的光波強度、相位、頻率、偏振態等變化，測量光波量的變化，就可知道導致這些變化產生的溫度、應力等物理量的大小，根據這些原理便可研制出光導纖維傳感器。

光纖傳感器所用光纖與普通通訊用光纖基本相同，都由纖芯、包層和涂覆層組成。光纖纖芯的主要成分為二氧化硅，其中含有極微量的摻雜劑，一般為二氧化鍺，用以提高纖芯的折射率，形成全內反射條件的弱導光纖將光限制在纖芯中。纖芯的直徑在5-50μm，其中單模光纖為9μm，多模光纖為50μm。包層主要成分也為二氧化硅，直徑為125μm。涂覆層一般為環氧樹脂、硅橡膠等高分子材料，外徑為250μm，用于增強光纖的柔韌型、機械強度和耐老化特性。而有些類型的光纖傳感器由于使用的場合不同需要對普通光纖做些加工處理，使其對特定的信號更加敏感。

光纖傳感器按照是否對所測量的信號進行調制一般可分為兩類非本征型和本征型。非本征型光纖傳感器中的光纖，只起信號傳輸作用，由另外的探測裝置對載波光進行調制獲取信號，檢測原理及所能測量的信號比較簡單。因為非本征型光纖傳感器中的光纖只起信號傳輸作用，與普通傳感器中的導線作用相當，因而還不能稱為嚴格意義光纖光柵傳感技術在結構健康監測中的應用上的光纖傳感器。本征型光纖傳感器不僅傳輸信號，也起傳感作用，即通過光纖自身的光敏效應、光彈效應、雙折射效應、法拉第效應、熒光效應等把待測量調制為光的強度、相位、偏振或者波長的變化。本征型光纖傳感器又稱為功能型光纖傳感器或內調制型光纖傳感器、全光纖傳感器。通常所說的光纖傳感器均指本征型光纖傳感器。光纖傳感器按照測量的空間分布情況可以分為點傳感器、準分布式傳感器和分布式傳感器。其中后兩種傳感器是光纖傳感器所特有的功能，既能夠在用一根光纖測量結構上空間多點或者無限多自由度的參數分布，這可以說是傳感器技術的根本變革。

隨著世界貿易與經濟的發展，國際航運業發揮著至關重要的作用，全球經濟一體化的發展離不開航運業的支持，同時也推動著航運業蓬勃發展。船舶作為航運業的重要交通工具，其安全性能也是人們關注的焦點。船體結構強度是決定船舶安全性能的重要因素之一，船級社在船舶設計與建造過程中制定了相關規范及標準，對建造工藝以及船舶的維修保養提出了相關要求和計劃，從而保證船體結構的強度能承受環境載荷的破壞。然而，船舶航行在海洋環境中，其結構承受的外載荷具有很強的隨機性，并且在設計和建造過程中很難對這些隨機因素進行準確的預報。因此，人們提出船舶結構應力監測與評估系統來保障船舶在工作過程中的安全。