一種水工測滲用自控熱源特制單模光纖的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單模光纖，具體涉及一種水工測滲用自控熱源特制單模光纖。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖的誕生不但為通訊領(lǐng)域帶來了革新，也促進了傳感監(jiān)測領(lǐng)域的重大變革和發(fā)展。光纖傳感技術(shù)強抗電磁干擾能力、低廉的成本、可實現(xiàn)分布式監(jiān)測的技術(shù)優(yōu)勢，推動了其在水利、土木等工程安全和健康監(jiān)控領(lǐng)域中越來越廣泛的應(yīng)用，但由于技術(shù)本身的不完善和工作環(huán)境的特殊性，光纖傳感技術(shù)應(yīng)用于水工結(jié)構(gòu)滲流監(jiān)測(特別是滲漏量和浸潤線監(jiān)測)，尚有大量技術(shù)性難題未得到有效解決。傳統(tǒng)借助光纖布設(shè)方案的優(yōu)化設(shè)計，雖為提高光纖測滲精度和效率等起到了一定的積極作用，但尚不能從根本上解決傳統(tǒng)光纖測滲的技術(shù)缺陷和不足，且往往會顯著增加施工難度及布設(shè)成本，極大限制了該項技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用和推廣。
[0003]應(yīng)用傳感光纖進行滲流監(jiān)測時，目前多需要借助外接電路對光纖實施加熱，為此不但要求所用光纖具有加熱功能，而且要構(gòu)建一套完整的加熱電路，因而大大增加了光纖的生產(chǎn)成本，且由于室內(nèi)外監(jiān)測中比較難于協(xié)調(diào)外接電路的電壓與加熱光纖之間的關(guān)系，常導致加熱光纖出現(xiàn)電壓不穩(wěn)或者過大，甚至因此引起光纖在短時間內(nèi)即出現(xiàn)護套松軟甚至燒焦的現(xiàn)象，對操作人員及儀器等產(chǎn)生嚴重危害；另外，應(yīng)用于實際工程的現(xiàn)場監(jiān)測，常缺少必要的安全措施，加熱電路鋪設(shè)較為困難，特別是對于水利與水電工程，由于大多坐落于偏遠地區(qū)，建設(shè)和運行環(huán)境異常惡劣，光纖鋪設(shè)和加熱功能的實現(xiàn)更加不易甚至無法完成。因此，迫切需要充分考慮水工滲流監(jiān)測特點和特殊工作環(huán)境，著力于傳感光纖本身的生產(chǎn)裝配，研制具有自控熱源的滲流監(jiān)測專用光纖，以從源頭上提升光纖測滲技術(shù)性能指標和實用能力。
[0004]本發(fā)明正是基于上述背景和目標，結(jié)合實際工程所遇問題而研制。本發(fā)明的單芯設(shè)置，可以更有效更直接地探測結(jié)構(gòu)物滲流，更好地擴大其應(yīng)用范圍；內(nèi)護彈性層、絕熱鋼環(huán)、內(nèi)層填護環(huán)、彈性硬環(huán)、防滲隔熱硬套環(huán)的五層布設(shè)，增加了防滲、彈性緩沖等的層級，工程適用性更強；四個邊的向內(nèi)凹陷設(shè)計大大增加了其監(jiān)測的方向及范圍；引流儲水棉套、第一濾網(wǎng)和第二濾網(wǎng)的簡單設(shè)計，增強了其整體的密合性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種水工測滲用自控熱源特制單模光纖，該發(fā)明中防滲隔熱硬套環(huán)可以將四個邊向內(nèi)凹陷處濾網(wǎng)以外的結(jié)構(gòu)體進行隔離及阻滲，在第一濾網(wǎng)紗網(wǎng)和第二濾網(wǎng)紗網(wǎng)的聯(lián)合作用下對滲流水進行過濾，且第一濾網(wǎng)紗網(wǎng)和第二濾網(wǎng)紗網(wǎng)上布設(shè)有不等直徑的通孔可實現(xiàn)對滲流水的控流，被控制滲流流速的滲流水在通過引流儲水棉套后與單芯光纖接觸，不同流速下滲流水與單芯光纖的接觸實現(xiàn)了單芯光纖溫度的自動變化，在外界滲流較大時，其滲流流速較大，則與單芯光纖接觸速度增快，在短時間內(nèi)的降溫更快，反之，更慢。
[0006]技術(shù)方案:為達到上述目的，本發(fā)明的一種自控熱源測滲用特制單模光纖，從內(nèi)到外依次設(shè)有單芯光纖、內(nèi)護彈性層、絕熱鋼環(huán)、內(nèi)層填護環(huán)、彈性硬環(huán)、防滲隔熱硬套環(huán)，單芯光纖分別與若干根外圓套護管連接，外圓套護管依次穿過內(nèi)護彈性層、絕熱鋼環(huán)、內(nèi)層填護環(huán)、彈性硬環(huán)與防滲隔熱硬套環(huán)連接，外圓套護管內(nèi)裝填有引流儲水棉套，引流儲水棉套與第二濾網(wǎng)相連，第二濾網(wǎng)上布設(shè)有第二濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔，第二濾網(wǎng)外與第一濾網(wǎng)相連，第一濾網(wǎng)上布設(shè)有第一濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔。
[0007]作為優(yōu)選，所述彈性硬環(huán)和防滲隔熱硬套環(huán)為不規(guī)則的四邊形框，四邊形框的四個邊向內(nèi)凹陷，四邊形框的四個角為圓角，可以更好地與待測結(jié)構(gòu)體咬合，實現(xiàn)協(xié)同變形。
[0008]作為優(yōu)選，所述第一濾網(wǎng)上布設(shè)的第一濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔孔徑要大于第二濾網(wǎng)上布設(shè)的第二濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔孔徑，且其孔徑的差值要在2倍以上。
[0009]作為優(yōu)選，所述外圓套護管有四根，分別位于單芯光纖的0°、90°、180°、270°
徑向上。
[0010]作為優(yōu)選，所述第一濾網(wǎng)和第二濾網(wǎng)均位于防滲隔熱硬套環(huán)內(nèi)。
[0011]本發(fā)明中的單芯光纖可以更有效更直接地探測結(jié)構(gòu)物滲流水，且可更好地擴大其應(yīng)用范圍，也方便生產(chǎn)制造，使用了內(nèi)護彈性層、絕熱鋼環(huán)、內(nèi)層填護環(huán)、彈性硬環(huán)、防滲隔熱硬套環(huán)的五層布設(shè)，增加了防滲、彈性緩沖等的層級，工程適用性強。
[0012]本發(fā)明進行了四個邊的向內(nèi)凹陷設(shè)計，大大增加了其監(jiān)測的方向及范圍，可以實現(xiàn)0°、90°、180°、270°多方位的監(jiān)測。為了更好地配套于多方位監(jiān)測，設(shè)計了對應(yīng)方向的引流儲水棉套、第一濾網(wǎng)和第二濾網(wǎng)，容易生產(chǎn)制造，且由于只與單模光纖連接，更增強了其整體的密合性。
[0013]本發(fā)明中防滲隔熱硬套環(huán)可以將四個邊向內(nèi)凹陷處濾網(wǎng)以外的結(jié)構(gòu)體進行隔離及阻滲，在第一濾網(wǎng)紗網(wǎng)和第二濾網(wǎng)紗網(wǎng)的聯(lián)合作用下對滲流水進行過濾，且第一濾網(wǎng)紗網(wǎng)和第二濾網(wǎng)紗網(wǎng)上布設(shè)有不等直徑的通孔可實現(xiàn)對滲流水的控流，被控制滲流流速的滲流水在通過引流儲水棉套后與單芯光纖接觸，不同流速下滲流水與單芯光纖的接觸實現(xiàn)了單芯光纖溫度的自動變化，在外界滲流較大時，其滲流流速較大，則與單芯光纖接觸速度增快，在短時間內(nèi)的降溫更快，反之，更慢，本發(fā)明可以實現(xiàn)基于外界實際滲流情況的自動變溫。
[0014]有益效果:本發(fā)明的水工測滲用自控熱源特制單模光纖，通過在單芯光纖外設(shè)有內(nèi)護彈性層、絕熱鋼環(huán)、內(nèi)層填護環(huán)、彈性硬環(huán)、防滲隔熱硬套環(huán)，可以實現(xiàn)單芯光纖的自動變溫，并且可在單芯光纖與環(huán)境間形成較大的溫差，應(yīng)用于滲流監(jiān)測時，可顯著提升滲流的辨識度和實用性。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1中外圓套護管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中，200-第三過渡突端、201-外圓套護管、202-第二過渡突端、203-第一過渡突端、204-第一濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔、205-第一濾網(wǎng)、206-第二濾網(wǎng)、207-第二濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔、
208-引流儲水棉套、209-絕熱鋼環(huán)、210-內(nèi)護彈性層、211-單芯光纖、212-內(nèi)層填護環(huán)、213-彈性硬環(huán)、214-防滲隔熱硬套環(huán)。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進一步的說明。
[0019]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種水工測滲用自控熱源特制單模光纖，從內(nèi)到外依次設(shè)有單芯光纖211、內(nèi)護彈性層210、絕熱鋼環(huán)209、內(nèi)層填護環(huán)212、彈性硬環(huán)213、防滲隔熱硬套環(huán)214，單芯光纖211分別與四根外圓套護管201連接，分別位于單芯光纖211的O。、90。、180。、270。徑向上，外圓套護管201依次穿過內(nèi)護彈性層210、絕熱鋼環(huán)209、內(nèi)層填護環(huán)212、彈性硬環(huán)213與防滲隔熱硬套環(huán)214連接，外圓套護管201內(nèi)裝填有引流儲水棉套208，引流儲水棉套208主要是將由第一濾網(wǎng)205、第二濾網(wǎng)206過濾過的滲水引導到單芯光纖上，且將滲水短暫的儲存在棉套中；第一濾網(wǎng)205、第二濾網(wǎng)206主要是對滲流水進行過濾將其中摻雜的雜質(zhì)濾除，孔徑變化的通孔設(shè)計可以實現(xiàn)滲流流速的控制，引流儲水棉套208與第二濾網(wǎng)206相連，第二濾網(wǎng)206上布設(shè)有第二濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔207，第二濾網(wǎng)206外與第一濾網(wǎng)205相連，第一濾網(wǎng)205上布設(shè)有第一濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔204。內(nèi)護彈性層210是由TPE熱塑性彈性體構(gòu)成；絕熱鋼環(huán)209是由Q345型的低合金鋼組成；內(nèi)層填護環(huán)212是由線性低密度聚乙烯材料構(gòu)成；彈性硬環(huán)213是由聚酯彈性體材料組成，防滲隔熱硬套環(huán)214是由聚丙烯酸份、氧化鎂、硅酸鈉、硬脂酸、磷酸氫二鋁等原料組成的結(jié)構(gòu)體。
[0020]內(nèi)護彈性層210主要是與單芯光纖直接接觸，起到緩沖及保護光纖的作用；絕熱鋼環(huán)209是將內(nèi)護彈性層210以外部分的熱量阻擋在外面及保護內(nèi)護彈性層210。內(nèi)層填護環(huán)212主要是填充絕熱鋼環(huán)209與彈性硬環(huán)213之間的空白，讓結(jié)構(gòu)體更加密合；彈性硬環(huán)213是起到連接及第二次保護作用，將內(nèi)層填護環(huán)212與防滲隔熱硬套環(huán)214連接，且保護內(nèi)部的各組件免受損壞；防滲隔熱硬套環(huán)214主要是起到防止外界水體的滲入及阻斷外界熱量的傳遞。
[0021]在本發(fā)明中，所述彈性硬環(huán)213和防滲隔熱硬套環(huán)214為不規(guī)則的四邊形框，四邊形框的四個邊向內(nèi)凹陷，四邊形框的四個角為圓角，分別為防滲隔熱硬套環(huán)214、彈性硬環(huán)213和內(nèi)層填護環(huán)212形成的第三過渡突端200、第二過渡突端202、第一過渡突端203。第一濾網(wǎng)205上布設(shè)的第一濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔204的孔徑要大于第二濾網(wǎng)206上布設(shè)的第二濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔207的孔徑，且其孔徑的差值要在2倍以上，第一濾網(wǎng)205和第二濾網(wǎng)206均位于防滲隔熱硬套環(huán)214內(nèi)。
[0022]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種水工測滲用自控熱源特制單模光纖，其特征在于:從內(nèi)到外依次設(shè)有單芯光纖、內(nèi)護彈性層、絕熱鋼環(huán)、內(nèi)層填護環(huán)、彈性硬環(huán)、防滲隔熱硬套環(huán)，所述單芯光纖分別與若干根外圓套護管連接，外圓套護管依次穿過內(nèi)護彈性層、絕熱鋼環(huán)、內(nèi)層填護環(huán)、彈性硬環(huán)與防滲隔熱硬套環(huán)連接，外圓套護管內(nèi)裝填有引流儲水棉套，引流儲水棉套與第二濾網(wǎng)相連，第二濾網(wǎng)上布設(shè)有第二濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔，第二濾網(wǎng)外與第一濾網(wǎng)相連，第一濾網(wǎng)上布設(shè)有第一濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水工測滲用自控熱源特制單模光纖，其特征在于:所述彈性硬環(huán)和防滲隔熱硬套環(huán)為不規(guī)則的四邊形框，四邊形框的四個邊向內(nèi)凹陷，四邊形框的四個角為圓角。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水工測滲用自控熱源特制單模光纖，其特征在于:所述第一濾網(wǎng)上布設(shè)的第一濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔孔徑要大于第二濾網(wǎng)上布設(shè)的第二濾網(wǎng)紗網(wǎng)通孔孔徑，且其孔徑的差值要在2倍以上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水工測滲用自控熱源特制單模光纖，其特征在于:所述外圓套護管有四根，分別位于單芯光纖的0°、90°、180°、270°徑向上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水工測滲用自控熱源特制單模光纖，其特征在于:所述第一濾網(wǎng)和第二濾網(wǎng)均位于防滲隔熱硬套環(huán)內(nèi)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水工測滲用自控熱源特制單模光纖，從內(nèi)到外依次設(shè)有單芯光纖、內(nèi)護彈性層、絕熱鋼環(huán)、內(nèi)層填護環(huán)、彈性硬環(huán)、防滲隔熱硬套環(huán)，單芯光纖分別與若干根外圓套護管連接，外圓套護管依次穿過內(nèi)護彈性層、絕熱鋼環(huán)、內(nèi)層填護環(huán)、彈性硬環(huán)與防滲隔熱硬套環(huán)連接，外圓套護管內(nèi)裝填有引流儲水棉套，引流儲水棉套與第二濾網(wǎng)相連，第二濾網(wǎng)外與第一濾網(wǎng)相連。本發(fā)明的水工測滲用自控熱源特制單模光纖，通過在單芯光纖外設(shè)內(nèi)護彈性層、絕熱鋼環(huán)、內(nèi)層填護環(huán)、彈性硬環(huán)、防滲隔熱硬套環(huán)，實現(xiàn)單芯光纖的自動變溫，且在單芯光纖與環(huán)境間形成較大的溫差，應(yīng)用于滲流監(jiān)測時，可顯著提升滲流的辨識度和實用性。
【IPC分類】G02B6/44
【公開號】CN104977673
【申請?zhí)枴緾N201510345133
【發(fā)明人】蘇懷智, 楊孟
【申請人】河海大學
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月19日