[實(shí)用新型]一種用于管道的高靈敏微彎檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020041627.2
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN212030466U
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉墨曦;劉書輝
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 楊曉燕

本實(shí)用新型公開了一種用于管道的高靈敏微彎檢測裝置，包括激光器，彎曲傳感探頭和光強(qiáng)探測器，彎曲傳感探頭包括空芯光子晶體光纖和單模光纖，空芯光子晶體光纖與單模光纖固定連接，激光器的輸出端與單模光纖連接，單模光纖的輸出端與光強(qiáng)探測器連接。本實(shí)用新型采用了大纖芯直徑的空芯光子晶體光纖作為彎曲傳感探頭，相較于傳統(tǒng)的彎曲傳感探頭，所參與彎曲感知的兩條干涉光路為分離式的兩臂結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型本采用的是套環(huán)式的干涉雙臂，大纖芯的中央模場和外圍環(huán)形模場構(gòu)成干涉雙臂，對彎曲方向沒有要求，因此可以檢測任意方向的彎曲變化，極大的增強(qiáng)了實(shí)際應(yīng)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光纖傳感領(lǐng)域，尤其涉及一種用于管道的高靈敏微彎檢測裝置。

背景技術(shù)

隨著國家用電需求量的不斷增加，我國各省市的電網(wǎng)覆蓋量不斷擴(kuò)大?？紤]到電力資源在地域上的分布不平衡性，長距離的電力傳輸成為電力資源輸送的必要形式，而電力傳輸過程中的輸電線路的穩(wěn)定性和可靠性成為電力保障的重要一環(huán)。輸電電路在鋪設(shè)過程中會經(jīng)歷復(fù)雜的環(huán)境，外界環(huán)境的擾動(dòng)則會對電纜管道造成影響，管道外部環(huán)境的微形變作用在管道之上會造成內(nèi)部電纜變形，隨著時(shí)間積累會產(chǎn)生破損等情況，這個(gè)是需要精確探測和排查處理，從而保證線路質(zhì)量和長期穩(wěn)定性。目前對管道環(huán)境的微形變檢測手段有限，已有手段包括電信號反饋等，在實(shí)際應(yīng)用中面臨諸多問題，一方面微形變造成的信號擾動(dòng)太小，而該檢測方式受到多種其他因素干擾，比如電路本身的噪聲信號等；另一方面，該方法無法確定形變發(fā)生的位置，給實(shí)地排查帶來困難。

隨著通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是光纖通訊技術(shù)的發(fā)展，以光纖為載體，構(gòu)建長距離的線路監(jiān)控體系，成為實(shí)現(xiàn)電力傳輸線路體系的可靠性和穩(wěn)定性的有效手段。現(xiàn)有的基于普通光纖微形變探頭具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢，由于一般光纖具有較好的抗彎曲的特點(diǎn)，該類器件的彎曲靈敏度響應(yīng)較低，可適用于形變量較大的檢測環(huán)境。然而對于電纜線路環(huán)境，由于傳輸距離較遠(yuǎn)，線路管道彎曲量極低，因此要想實(shí)現(xiàn)對造成微彎的潛在不利因素的提早探測和識別，需要采用高靈敏的彎曲探測器件系統(tǒng)。此外，由于傳統(tǒng)光纖彎曲傳感器件僅對特定方向的彎曲有響應(yīng)，因此在安裝時(shí)需要向特定彎曲方向安裝，且只能探測指定方向彎曲，因此在實(shí)際應(yīng)用中會存在彎曲信號誤報(bào)、不報(bào)等情況，限制了其使用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于管道的高靈敏微彎檢測裝置，以解決上述技術(shù)問題，達(dá)到探測光纖任意方向彎曲，減少彎曲信號誤報(bào)、不報(bào)，提升器件響應(yīng)彎曲靈敏度的效果。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案：一種用于管道的高靈敏微彎檢測裝置，包括激光器，彎曲傳感探頭和光強(qiáng)探測器，彎曲傳感探頭包括空芯光子晶體光纖和單模光纖，空芯光子晶體光纖與單模光纖固定連接，激光器的輸出端與單模光纖連接，單模光纖的輸出端與光強(qiáng)探測器連接。

進(jìn)一步地，空芯光子晶體光纖截面設(shè)置有一個(gè)大通孔與若干個(gè)小通孔，其中，大通孔設(shè)置于空芯光子晶體光纖截面中心，其截面形狀為圓形或正多邊形，若干個(gè)小通孔周向均勻分布在大通孔周圍，小通孔形狀相同。

更進(jìn)一步地，空芯光子晶體光纖與單模光纖偏芯熔接。

更進(jìn)一步地，大通孔截面形狀為正三至十邊形。

更進(jìn)一步地，小通孔的數(shù)量為3-10個(gè)。

更進(jìn)一步地，激光器為單色激光器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：

1、采用了大纖芯直徑的空芯光子晶體光纖作為彎曲傳感探頭。傳統(tǒng)的彎曲傳感探頭，參與彎曲感知的兩條干涉光路為分離式的兩臂結(jié)構(gòu)，在空間上為左右或上下分開，因而對彎曲方向有要求，需要彎曲方向與兩臂在一個(gè)平面內(nèi)才可實(shí)現(xiàn)彎曲探測，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在諸多限制。本發(fā)明采用的是套環(huán)式的干涉雙臂，大纖芯的中央模場和外圍環(huán)形模場構(gòu)成干涉雙臂，對彎曲方向沒有要求，因此可以檢測任意方向的彎曲變化，極大的增強(qiáng)了實(shí)際應(yīng)用性。