同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜，該光纜包括測溫光纖單元、測應(yīng)變光纖單元和扁平型帶狀的護套組成，扁平型帶狀的護套將測溫光纖單元和測應(yīng)變光纖單元緊密包覆，扁平型帶狀的護套以粘接方式或機械方式固定在被測對象表面。測溫光纖單元由多根鎧裝絞線和處于中心的一次被覆光纖組成；克服了現(xiàn)有圓型結(jié)構(gòu)傳感纜與被測對象接觸傳感面積小、難固定、易位移、測溫和測應(yīng)變（應(yīng)力）易相互干擾等不足；測應(yīng)變光纖單元是緊包光纖。采用扁平帶狀纜結(jié)構(gòu)，與被測對象接觸傳感面積大，可用粘接或機械式固定在被測對象表面，纜內(nèi)的緊包光纖用于測應(yīng)變、帶有鎧裝線的松結(jié)構(gòu)一次被覆光纖用于測溫度，同時具有監(jiān)測溫度和應(yīng)變的功能。
【專利說明】同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感光纜，尤其涉及一種同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜。

【背景技術(shù)】
[0002]分布式光纖測量傳感系統(tǒng)能在整條光纖的連續(xù)長度上，以距離的連續(xù)函數(shù)形式給出被測信息隨光纖長度方向的變化，光纖既是傳感元件還同時是檢測信息的傳輸元件。
[0003]近年來，光纖分布式傳感技術(shù)己廣泛應(yīng)用在輸油氣管道的泄漏、大中型變壓器和發(fā)電機組及輸電線纜的溫度場變化、大壩橋梁結(jié)構(gòu)振動和形變、艦船及航天航空器等大型設(shè)備和工件的溫度和應(yīng)變檢測等場合，對國民經(jīng)濟和國防建設(shè)具有重大意義。
[0004]在工程中，相對脆弱的光纖需要加以保護，光纖是以光纜的型式應(yīng)用的，光纜的基本型式是光纖加上保護結(jié)構(gòu)，按光纖與保護結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)度，主要分為緊結(jié)構(gòu)和松結(jié)構(gòu)兩種。
[0005]分布式光纖測量傳感系統(tǒng)大致可分為應(yīng)變(應(yīng)力)和溫度兩大類，雖然兩者都希望外界的應(yīng)變(應(yīng)力)和溫度盡快地傳遞并作用到光纖上，然而，光纖的應(yīng)變會對溫度檢測造成干擾。所以，檢測應(yīng)變(應(yīng)力)時希望纜內(nèi)的光纖是緊結(jié)構(gòu)的，而檢測溫度時則希望光纖在纜內(nèi)是松結(jié)構(gòu)的。
[0006]目前，幾乎所有的傳感光纜外形都為圓柱形，當(dāng)安裝固定在被測對象表面時只能是線接觸，過小的接觸面積不但減弱了信息的傳遞能力，還對安裝固定造成困難，往往會產(chǎn)生光纜與被測對象表面的相對位移，導(dǎo)致測量位置偏離、應(yīng)變測量誤差很大甚至無法讀出數(shù)據(jù)。
[0007]另外，在將傳感光纜固定安裝和運行時，需要光纜具有一定的機械強度(如抗拉和抗壓等)。所以，急需一種與被測對象能大面積接觸安裝、應(yīng)變(應(yīng)力)和溫度檢測互不干擾的傳感光纜來滿足要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜。
[0009]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜，該光纜包括測溫光纖單元、測應(yīng)變光纖單元和扁平型帶狀的護套組成，所述扁平型帶狀的護套將測溫光纖單元和測應(yīng)變光纖單元緊密包覆，所述扁平型帶狀的護套以粘接方式或機械方式固定在被測對象表面。
[0010]所述測溫光纖單元由多根鎧裝絞線和處于中心的一次被覆光纖組成，所述一次被覆光纖設(shè)置在鎧裝絞線中心的空隙內(nèi)，所述鎧裝線的數(shù)量為3-8根，所述一次被覆光纖至少為I根。
[0011]所述一次被覆光纖的被覆材料為光固化丙稀酸酯涂層、聚酰亞胺涂層或金屬涂層，一次被覆光纖在鎧裝線內(nèi)的光纖余長應(yīng)根據(jù)被測對象最大應(yīng)變量來定，在被測對象產(chǎn)生最大應(yīng)變量時的光纖余長> 0.05%。
[0012]所述測應(yīng)變光纖單元是緊包光纖，緊包光纖的篩選強度為10kpsi或200kpsi。
[0013]所述扁平型帶狀的護套以粘接方式固定在被測對象表面，該光纜包括一個測溫光纖單元和兩個測應(yīng)變光纖單元及扁平型帶狀的護套，所述測溫光纖單元處于纜的中心位置，兩個測應(yīng)變光纖單元處于纜的兩側(cè)；所述扁平型帶狀的護套的一個平面采用粘接劑粘接在被測對象的表面，纜的承力部位是纜橫截面的中間，即測溫光纖單元鎧裝絞線的上下兩側(cè)。
[0014]所述扁平型帶狀的護套以機械方式固定在被測對象表面，該光纜包括兩個測溫光纖單元和兩個測應(yīng)變光纖單元及扁平型帶狀的護套，兩個測溫光纖單元處于纜的兩側(cè)，兩個測應(yīng)變光纖單元處于中間；所述帶狀的護套可用夾具固定在被測對象的表面，承力夾持部位在纜的橫截面兩側(cè)，即測溫光纖單元鎧裝絞線的上下兩側(cè)。
[0015]本發(fā)明的有益效果:克服了現(xiàn)有圓型結(jié)構(gòu)傳感纜與被測對象接觸傳感面積小、難固定、易位移、測溫和測應(yīng)變(應(yīng)力)易相互干擾等不足；采用扁平帶狀纜結(jié)構(gòu)，與被測對象接觸傳感面積大，可用粘接或機械式固定在被測對象表面，纜內(nèi)的緊包光纖用于測應(yīng)變(應(yīng)力)、帶有鎧裝線的松結(jié)構(gòu)一次被覆光纖用于測溫度，同時具有監(jiān)測溫度和應(yīng)變的功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是粘接方式固定的扁平型帶狀傳感光纜結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是機械方式固定的扁平型帶狀傳感光纜結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]其中:1、一次被覆光纖，2、緊包光纖，3、鎧裝絞線，4、鎧裝層空隙，5、扁平型帶狀的護套。

【具體實施方式】
[0019]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限定。
[0020]根據(jù)本發(fā)明所進行的纜外形及尺寸、內(nèi)部單元的數(shù)量和具體分布位置之任何調(diào)整均在本發(fā)明權(quán)利要求保護范圍內(nèi)。
[0021 ] 參考圖1，本發(fā)明的同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜，該光纜包括測溫光纖單元、測應(yīng)變光纖單元和扁平型帶狀的護套5組成，扁平型帶狀的護套5將測溫光纖單元和測應(yīng)變光纖單元緊密包覆，扁平型帶狀的護套5以粘接方式固定在被測對象表面，該光纜包括一個測溫光纖單元和兩個測應(yīng)變光纖單元及扁平型帶狀的護套5，測溫光纖單元處于纜的中心位置，兩個測應(yīng)變光纖單元處于纜的兩側(cè)；扁平型帶狀的護套5的一個平面采用粘接劑粘接在被測對象的表面，纜的承力部位是纜橫截面的中間，即測溫光纖單元鎧裝絞線的上下兩側(cè)。
[0022]上述測溫光纖單元由多根鎧裝絞線3和處于中心的一次被覆光纖I組成，一次被覆光纖I設(shè)置在鎧裝絞線3中心的空隙內(nèi)，鎧裝線的數(shù)量為3-8根(通常為6根)，其單線直徑越大和數(shù)量越多則機械強度越大，一次被覆光纖至少為I根(圖1顯示2根)，鎧裝層空隙4越大，能容納的一次被覆光纖I的數(shù)量就越多。根據(jù)纜的工作環(huán)境要求，鎧裝絞線3材料可以選擇高強度鋼絲等金屬材料或其他合適的非金屬材料。
[0023]—次被覆光纖I的標(biāo)稱外徑為0.2-0.3mm,多根光纖的表面應(yīng)著色以辨別線序；根據(jù)測量溫度的范圍，一次被覆光纖I的被覆材料為光固化丙稀酸酯涂層、聚酰亞胺涂層或金屬涂層，其屬性可以是多模光纖、單模光纖或經(jīng)其他技術(shù)處理的特殊光纖，一次被覆光纖I在鎧裝線內(nèi)的光纖余長應(yīng)根據(jù)被測對象最大應(yīng)變量來定，在被測對象產(chǎn)生最大應(yīng)變量時的光纖余長> 0.05%。
[0024]測應(yīng)變光纖單元是緊包光纖2，緊包光纖2的外徑通常為0.5-1.5_，根據(jù)測量應(yīng)變(應(yīng)力)的范圍，緊包光纖的篩選強度為10kpsi (1%應(yīng)變和I秒)或200kpsi (2%應(yīng)變和I秒)。
[0025]扁平型帶狀的護套5的具體尺寸和形狀及材料根據(jù)被測對象的具體條件而定，通常采用高密度聚乙烯等熱塑性材料擠制而成，測溫光纖單元和測應(yīng)變光纖單元的間距根據(jù)被測對象表面的形態(tài)而定。
[0026]實施例2
參考圖2，扁平型帶狀的護套5以機械方式固定在被測對象表面，該光纜包括兩個測溫光纖單元和兩個測應(yīng)變光纖單元及扁平型帶狀的護套5，兩個測溫光纖單元處于纜的兩側(cè)，兩個測應(yīng)變光纖單元處于中間；帶狀的護套可用夾具固定在被測對象的表面，承力夾持部位在纜的橫截面兩側(cè)，即測溫光纖單元鎧裝絞線的上下兩側(cè)。
[0027]上述測溫光纖單元由多根鎧裝絞線和處于中心的一次被覆光纖組成，一次被覆光纖I設(shè)置在鎧裝絞線3中心的空隙內(nèi)，鎧裝線的數(shù)量為6根，一次被覆光纖至少為2根。其余結(jié)構(gòu)同實施例1。
[0028]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題:一是增大傳感光纜表面與被測對象平面的接觸面積，提高被測分布信息的傳遞靈敏度；二是測溫單元與測應(yīng)變(應(yīng)力)單元分別釆用松結(jié)構(gòu)和緊結(jié)構(gòu)，隔離檢測時的相互干擾從而提高檢測的準(zhǔn)確度；三是這種傳感光纜能夠被合理的方法進行安裝，在運行中不發(fā)生位移，保證檢測的重復(fù)性。
[0029]本發(fā)明克服了現(xiàn)有圓型結(jié)構(gòu)傳感纜與被測對象接觸傳感面積小、難固定、易位移、測溫和測應(yīng)變(應(yīng)力)易相互干擾等不足。采用扁平帶狀纜結(jié)構(gòu)，與被測對象接觸傳感面積大，可用粘接或機械方式固定在被測對象上，纜內(nèi)的緊包光纖用于測應(yīng)變(應(yīng)力)、帶有鎧裝線的松結(jié)構(gòu)一次被覆光纖用于測溫度，同時具有監(jiān)測溫度和應(yīng)變的功能。
【權(quán)利要求】
1.同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜，其特征在于:該光纜包括測溫光纖單元、測應(yīng)變光纖單元和扁平型帶狀的護套組成，所述扁平型帶狀的護套將測溫光纖單元和測應(yīng)變光纖單元緊密包覆，所述扁平型帶狀的護套以粘接方式或機械方式固定在被測對象表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜，其特征在于:所述測溫光纖單元由多根鎧裝絞線和處于中心的一次被覆光纖組成，所述一次被覆光纖設(shè)置在鎧裝絞線中心的空隙內(nèi)，所述鎧裝線的數(shù)量為3-8根，所述一次被覆光纖至少為I根。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜，其特征在于:所述一次被覆光纖的被覆材料為光固化丙稀酸酯涂層、聚酰亞胺涂層或金屬涂層，一次被覆光纖在鎧裝線內(nèi)的光纖余長應(yīng)根據(jù)被測對象最大應(yīng)變量來定，在被測對象產(chǎn)生最大應(yīng)變量時的光纖余長> 0.05%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜，其特征在于:所述測應(yīng)變光纖單元是緊包光纖，緊包光纖的篩選強度為10kpsi或200kpsi。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜，其特征在于:所述扁平型帶狀的護套以粘接方式固定在被測對象表面，該光纜包括一個測溫光纖單元和兩個測應(yīng)變光纖單元及扁平型帶狀的護套，所述測溫光纖單元處于纜的中心位置，兩個測應(yīng)變光纖單元處于纜的兩側(cè)；所述扁平型帶狀的護套的一個平面采用粘接劑粘接在被測對象的表面，纜的承力部位是纜橫截面的中間，即測溫光纖單元鎧裝絞線的上下兩側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時監(jiān)測溫度和應(yīng)變的扁平型帶狀傳感光纜，其特征在于:所述扁平型帶狀的護套以機械方式固定在被測對象表面，該光纜包括兩個測溫光纖單元和兩個測應(yīng)變光纖單元及扁平型帶狀的護套，兩個測溫光纖單元處于纜的兩側(cè)，兩個測應(yīng)變光纖單元處于中間；所述帶狀的護套可用夾具固定在被測對象的表面，承力夾持部位在纜的橫截面兩側(cè)，即測溫光纖單元鎧裝絞線的上下兩側(cè)。
【文檔編號】G02B6/44GK104199159SQ201410450412
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月5日
【發(fā)明者】黃俊華, 王翔, 江曉東, 樊紅君, 季忠 申請人:四川通光光纜有限公司