專利名稱：壓敏型光纜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓力傳感用光纜，特別是涉及一種利用光纖的微彎損耗進行壓力傳感的光纜。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的壓力傳感器，測量壓力的方法很多，有應(yīng)變片測量法、光學(xué)測量法、霍爾效應(yīng)測量法、光柵尺測量法等等。但目前的諸多測量方法都不利于遠程測量與監(jiān)控，尤其受外界強電信號干擾太大，遠程傳輸失真嚴重，測量機構(gòu)復(fù)雜，可靠性差，不利于維護。另外，對于易燃易爆環(huán)境現(xiàn)在所有利用電測的方法都不適宜，因為任何一點電火花都可能引起嚴重的火災(zāi)或爆炸事故，造成不可估量的損失。而光纖應(yīng)力傳感器具有諸多優(yōu)點，受到人們的關(guān)注。如光纖光柵應(yīng)力傳感器，人們研究的較多，光纖光柵解調(diào)成本較高，應(yīng)用受到限制。光纖微彎傳感器是1980年J. N. Fields和J. H. Cole首次提出的，屬于光強調(diào)制型光纖傳感器。它的工作原理是基于光纖的微彎而產(chǎn)生的光強損耗。當(dāng)光纖微彎時，發(fā)生模式藕合，導(dǎo)模散射為輻射模，從而產(chǎn)生微彎損耗。光纖微彎傳感器除了有一般光纖傳感器所具有的靈敏度高、抗電磁干擾、耐腐蝕、本質(zhì)安全等的優(yōu)點以外，還有結(jié)構(gòu)簡單、所需部件少、 造價低、容易裝配等優(yōu)點。特別是利用光時域分析儀技術(shù)還能組成分布式光纖測試系統(tǒng)，具有非常重要的應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義。中國發(fā)明專利CN87107210公開了一種“微彎光纖應(yīng)力計”，其是利用兩塊具有相對的、互相錯開的波紋表面的板，和一根夾在兩塊板之間的信號光纖來實現(xiàn)應(yīng)力的傳感，其缺點是采用的兩塊板剛性板，這就限制了該光纖傳感器的使用，當(dāng)需要在大范圍、長距離情況下使用時，其生產(chǎn)、包裝、運輸、使用比較困難，從而不利于降低成本和大批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種利用柔性材料構(gòu)成的齒板，以及光纖微彎時產(chǎn)生光強損耗，當(dāng)壓力變化時，通過兩塊柔性齒板的變形齒改變光纖彎曲損耗的壓力敏感型光纜。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種壓敏型光纜，其包括一個高分子護套管內(nèi)包含著兩塊由柔性材料構(gòu)成的齒板，所述的兩塊齒板上的變形齒交錯對應(yīng)，在兩塊齒板的變形齒間夾有信號光纖。本發(fā)明解決進一步技術(shù)問題的方案是所述的具有變形齒的齒板是由軋紋金屬帶構(gòu)成的。本發(fā)明解決進一步技術(shù)問題的方案是所述的兩塊齒板的一側(cè)是固定在一起的。本發(fā)明解決進一步技術(shù)問題的方案是所述的信號光纖夾在兩片柔性薄片中間， 然后它們共同夾在所述的兩塊齒板的變形齒間。本發(fā)明解決進一步技術(shù)問題的方案是在所述的高分子護套管內(nèi)的空隙中填充有阻水材料。
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本發(fā)明解決進一步技術(shù)問題的方案是一根參考光纖在所述的高分子護套管內(nèi)。本發(fā)明解決進一步技術(shù)問題的方案是在所述的高分子護套管里或所述的高分子護套管與齒板之間有加強元件。本發(fā)明解決進一步技術(shù)問題的方案是該壓敏光纜的制造方法的步驟是沿金屬帶的表面的縱向有一條分界線，在所述的分界線的兩側(cè)有軋紋，且該軋紋的凹凸是交錯對應(yīng)；將該金屬帶沿所述的分界線對折，并用該金屬帶上的軋紋夾住信號光纖；然后用高分子護套管將所述的對折后并夾有信號光纖的金屬帶包裹。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、加工制作方便且使用方式靈活、易彎曲、使用效果好，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的壓敏型光纜的采用的柔性齒板具有一定的彎曲性，使該壓敏光纜制造、存儲、運輸、使用方便，與普通光纜接近，可大幅度降低了制造、使用成本， 在不影響對壓力的探測同時，能做到對大范圍、長距離的使用；當(dāng)有壓力作用于壓敏光纜時，光纜的橫截面變形，從而使兩塊齒板的變形齒相對移動，也就使信號光纖產(chǎn)生了彎曲變形，從而改變信號光纖的彎曲損耗。這樣將壓力信號轉(zhuǎn)化為光信號，通過信號光纖傳輸，可以實現(xiàn)遠端測量或分布式測量，并且精度高，可靠性好。下面通過附圖和實施例，對發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發(fā)明的壓敏型光纜的第一具體實施方式
的剖面示意圖。圖2為本發(fā)明的第一具體實施方式
的橫截面示意圖。圖3為本發(fā)明的第二具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記說明1-信號光纖；4-齒板；10-高分子護套管；20-阻水材料；
具體實施例方式實施例1如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括由柔性材料構(gòu)成的齒板4，在兩塊齒板4的變形齒間夾有信號光纖1，高分子護套管10將兩塊齒板4包裹起來。實際加工制作時，所述的高分子護套管內(nèi)部的空隙中填充有阻水材料20。本實施例中，所述的高分子護套管在外界壓力下變形，從而將外力傳遞到兩塊由柔性材料構(gòu)成的齒板4，在壓力作用下，兩塊齒板4相互靠近，在齒板4上的變形齒會使信號光纖1產(chǎn)生彎曲變形，從而改變信號光纖1的彎曲損耗，從而實現(xiàn)對信號光纖1中光強的調(diào)制。這樣將壓力信號轉(zhuǎn)化為光信號，通過光纖傳輸，可以實現(xiàn)遠端測量或分布式測量，并且精度高，可靠性好。同時解決一些例如電磁干擾等問題，從而也進一步提高傳感器的精度、 可靠性并降低成本。構(gòu)成齒板4的柔性材料可以是高分子材料，如聚乙烯、聚氯乙烯等材料，也可以是軋紋金屬帶，實際加工制作時，可以充分利用光纜廠家現(xiàn)有的軋紋機來制作軋紋金屬帶，根據(jù)需要調(diào)整軋紋的深度和節(jié)距，從而進一步降低本專利的實施成本。阻水材料 20的應(yīng)用，可進一步提高光纖的使用壽命，延長該壓敏光纜的使用時間。
本發(fā)明的壓敏型光纜的采用的柔性齒板具有一定的彎曲性，使該壓敏光纜制造、 存儲、運輸、使用方便，與普通光纜接近，可大幅度降低了制造、使用成本，在不影響對壓力的探測同時，能做到對大范圍、長距離的使用。實施例2如圖3所示，本實施例中，與實施例1不同的是所述兩塊齒板4的一側(cè)是固定在一起的，這樣可以防止該壓敏光纜在加工、使用中出現(xiàn)兩塊齒板4相對移動，而導(dǎo)致兩塊齒板4上的變形齒不能交錯對應(yīng)；實際加工制作時，優(yōu)選的制作方法是充分利用光纜廠家現(xiàn)有的軋紋機來制作齒板4，過程是在金屬帶上有縱向的分界線，在分界線的兩側(cè)，同時壓軋出交錯對應(yīng)的軋紋，該軋紋就是變形齒，再沿分界線對折金屬帶，則可得到有一側(cè)固定在一起的兩塊齒板4，可根據(jù)需要調(diào)整軋紋的深度和節(jié)距，這樣可進一步降低本專利的實施成本。本實施例中，其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種壓敏型光纜，其特征在于其包括在一個高分子護套管內(nèi)包含著兩塊由柔性材料構(gòu)成的齒板，所述的兩塊齒板上的變形齒交錯對應(yīng)，在兩塊齒板的變形齒間夾有信號光纖。
2.按照權(quán)利要求1所述一種壓敏型光纜，其特征在于所述的具有變形齒的齒板是由軋紋金屬帶構(gòu)成的。
3.按照權(quán)利要求1所述一種壓敏型光纜，其特征在于所述的兩塊齒板的一側(cè)是固定在一起的。
4.按照權(quán)利要求1至3所述任意一種壓敏型光纜，其特征在于所述的信號光纖夾在兩片柔性薄片中間，然后它們共同夾在所述的兩塊齒板的變形齒間。
5.按照權(quán)利要求4所述一種壓敏型光纜，其特征在于在所述的高分子護套管內(nèi)的空隙中填充有阻水材料。
6.按照權(quán)利要求4所述一種壓敏型光纜，其特征在于一根參考光纖在所述的高分子護套管內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求4所述一種壓敏型光纜，其特征在于在所述的高分子護套管里或所述的高分子護套管與齒板之間有加強元件。
8.一種壓敏型光纜的制造方法，其特征在于該壓敏光纜的制造方法的步驟是在金屬帶的表面上縱向有一條分界線，在所述的分界線的兩側(cè)有軋紋，且該軋紋的凹凸是交錯對應(yīng)；將該金屬帶沿所述的分界線對折，并用該金屬帶上的軋紋夾住信號光纖； 然后用高分子護套管將所述的對折后并夾有信號光纖的金屬帶包裹。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓敏型光纜及其制造方法，該壓敏型光纜是由一個高分子護套管內(nèi)包含著兩塊由柔性材料構(gòu)成的齒板構(gòu)成，所述的兩塊齒板上的變形齒交錯對應(yīng)，在兩塊齒板的變形齒間夾有信號光纖。當(dāng)有壓力作用于壓敏光纜時，使兩塊齒板的變形齒相對移動，也就使信號光纖產(chǎn)生了彎曲變形，從而改變信號光纖的彎曲損耗。這樣將壓力信號轉(zhuǎn)化為光信號，通過信號光纖傳輸，實現(xiàn)遠端測量目的。其中，由柔性材料構(gòu)成的齒板具有一定的彎曲性，使該壓敏光纜制造、存儲、運輸、使用方便，與普通光纜接近，可大幅度降低了制造、使用成本，并且不影響對壓力的探測。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、加工制作方便且使用方式靈活、靈敏度高、使用效果好，若通過光時域反射計等測試儀器可以做到分布式壓力測量。
文檔編號G01L1/24GK102162886SQ201010112909
公開日2011年8月24日 申請日期2010年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月22日
發(fā)明者杜兵, 杜蔚, 杜迎濤 申請人:西安金和光學(xué)科技有限公司