一種礦用光纖光柵溫度傳感器的制造方法
【專利摘要】一種礦用光纖光柵溫度傳感器，屬于溫度檢測領域，它包括外套管、內(nèi)套管和傳感光纖；所述外套管兩端分別連有卡套式錐螺紋直通管接頭，用于與光纜連接；所述內(nèi)套管位于外套管內(nèi)，內(nèi)套管上套設有至少兩個膠套環(huán)，膠套環(huán)的外緣與外套管內(nèi)壁相配置，用于內(nèi)套管的徑向限位；所述傳感光纖包括光纖光柵及其兩端的裸光纖，所述光纖光柵設置于內(nèi)套管內(nèi)，所述裸光纖依次穿出內(nèi)套管和外套管，用于與光纜中的傳輸光纖熔接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的光纖光柵溫度傳感器抗拉強度高，且易于安裝，適于集成多點形成分布式測溫纜，實現(xiàn)多點、多場檢測，以及進行遠距離傳輸，尤其適用于煤礦井下惡劣環(huán)境溫度場的檢測。
【專利說明】一種礦用光纖光柵溫度傳感器
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于溫度檢測領域，具體地指一種礦用光纖光柵溫度傳感器，既適用于煤礦井下溫度場的檢測，也適用于工業(yè)生產(chǎn)中溫度的檢測。
【背景技術(shù)】
[0002]對煤礦井下采空區(qū)內(nèi)部溫度的準確檢測，是判斷采空區(qū)自燃的重要手段之一，尤其是采空區(qū)內(nèi)溫度場分布及變化情況是判斷其是否出現(xiàn)自燃現(xiàn)象的直接依據(jù)。因而采取有效措施及時地掌握煤礦井下與井下采空區(qū)的溫度情況，對安全作業(yè)以及降低煤礦開采后的管理成本具有非常重要的意義。
[0003]光纖光柵傳感器是一種新型的光測傳感器，具有體積小、本質(zhì)安全、對電絕緣、抗電磁干擾、精度好、可靠性高、環(huán)境適應性強、適用于遠距離傳感檢測等優(yōu)點，還可以在單根光纖上布置多個針對不同參數(shù)的測量光柵形成分布式傳感器，實現(xiàn)一線多點、無源多場的實時狀態(tài)檢測。因此，光纖光柵傳感器適合應用在煤礦井下，特別是井下采空區(qū)內(nèi)部溫度場的分布式實時在線監(jiān)測。
[0004]目前，光纖光柵溫度傳感器與光纜的連接靠套管式的金屬接頭過度，主要靠二者之間的擠壓摩擦力固定，其自身結(jié)構(gòu)比較脆弱，只能承受十幾公斤的拉力，因而存在不能實現(xiàn)遠距離檢測的問題，更不能應用在煤礦井下這一特殊的惡劣環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種礦用光纖光柵溫度傳感器，其抗拉強度能達到一百公斤左右，且易于安裝，適于集成多點形成分布式測溫纜，實現(xiàn)多點、多場檢測，以及進行遠距離傳輸。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種礦用光纖光柵溫度傳感器，包括外套管、內(nèi)套管和傳感光纖；所述外套管兩端分別連有卡套式錐螺紋直通管接頭，用于與光纜連接；所述內(nèi)套管位于外套管內(nèi)，內(nèi)套管上套設有至少兩個膠套環(huán)，膠套環(huán)的外緣與外套管內(nèi)壁相配置，用于內(nèi)套管的徑向限位；所述傳感光纖包括光纖光柵及其兩端的裸光纖，所述光纖光柵設置于內(nèi)套管內(nèi)，所述裸光纖依次穿出內(nèi)套管和外套管，用于與光纜中的傳輸光纖熔接。
[0007]上述技術(shù)方案中，所述裸光纖穿出內(nèi)套管的部分套有橡膠管作為保護層；所述內(nèi)套管的兩端設有膠粘部，用于裸光纖、橡膠管一端和內(nèi)套管的固定。
[0008]進一步地，所述裸光纖露出橡膠管另一端至少30mm，用于光纖的熔接。
[0009]上述技術(shù)方案中，所述傳感光纖為松弛狀態(tài)。
[0010]上述技術(shù)方案中，所述外套管為不銹鋼管。
[0011]上述技術(shù)方案中，所述內(nèi)套管為薄金屬管。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:外套管、內(nèi)套管和膠套環(huán)等構(gòu)成的封裝結(jié)構(gòu)，使光纖光柵的安全可靠性好，同時，由于封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)無光纖熔接點，因而提高了光柵的強度；卡套式錐螺紋直通管接頭的設置，一方面使光纜與溫度傳感器連接處達到了高密封性和高抗拉強度，在形成測溫纜時可使光纜的強度不受到丟失，另一方面，通過旋合即可與光纜或溫度傳感器的連接，便于傳感器的安裝，并適于集成多點形成分布式測溫纜，實現(xiàn)多點、多場檢測，以及進行遠距離傳輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:I一卡套式錐螺紋直通管接頭，2—光纜，3—橡膠管，4一裸光纖，5—膠套環(huán)，6—外套管，7—光纖光柵，8—內(nèi)套管，9一膠粘部。
【具體實施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例作進一步的詳細描述。
[0016]如圖1所不,本發(fā)明的一種礦用光纖光柵溫度傳感器,包括外套管6、內(nèi)套管8和傳感光纖。本實施例中，外套管6為不銹鋼管，其兩端分別連有卡套式錐螺紋直通管接頭I，用于與光纜2連接。本實施例的內(nèi)套管8為薄金屬管，它位于外套管6內(nèi)，內(nèi)套管8兩端分別套設有膠套環(huán)5，膠套環(huán)5的外緣與外套管6內(nèi)壁相配置，用于內(nèi)套管8的徑向限位。傳感光纖包括光纖光柵7及其兩端的裸光纖4，光纖光柵7設置于內(nèi)套管8內(nèi)，裸光纖4則依次穿出內(nèi)套管8和外套管6。其中，裸光纖4穿出內(nèi)套管8的部分套有橡膠管3作為保護層，可減輕裸光纖4所受的摩擦力，降低裸光纖4損傷的可能性。在內(nèi)套管8的兩端設有膠粘部9,用于裸光纖4、橡膠管3 —端和內(nèi)套管8的相對固定。裸光纖4露出橡膠管3另一端至少30_，便于光纖與光纜2中傳輸光纖的熔接。內(nèi)套管8內(nèi)的光纖光柵7和外套管6內(nèi)的裸光纖4均呈松弛狀態(tài)，避免安裝和使用過程中受到應力，影響傳感器的測量結(jié)果和使用壽命。
[0017]某規(guī)格的礦用光纖光柵溫度傳感器的安裝過程如下:
1)將制作好的傳感光纖穿入長度約50mm的內(nèi)套管8中，光纖光柵7位于內(nèi)套管8內(nèi)并保持松弛狀態(tài)，裸光纖4則從內(nèi)套管8兩端穿出；給內(nèi)套管8外的兩段裸光纖4分別套上長度約600mm的橡膠管3，并在內(nèi)套管8的兩端將裸光纖4、橡膠管3 —端和內(nèi)套管8相對固定，形成膠粘部9 ;兩段裸光纖4分別露出橡膠管3另一端約30mm，方便與光纜中的光纖進行熔接；
2)在內(nèi)套管8上距兩端5mm處分別套上膠套環(huán)5，一方面可降低安裝后內(nèi)套管8的徑向自由度，另一方面也保留了空間供外套管6與卡套式錐螺紋直通管接頭I連接；
3)采用兩段長度分別約250mm的重鎧光纜2，抽出其中松套管里的光纖，將兩個卡套式錐螺紋直通管接頭I分別與兩段重鎧光纜2通過螺紋旋合連接，達到高密封性和高抗拉強度。重鎧光纜2的高抗拉強度不會因為該連接接頭損失，同時，該連接結(jié)構(gòu)易于集成多點形成分布式測溫纜，實現(xiàn)多點、多場檢測，以及進行遠距離傳輸；
4)在平臺上將步驟2)套好膠套環(huán)5的內(nèi)套管8穿入長度約250mm的外套管6中，再將步驟I)的兩段套有橡膠管3的裸光纖4分別穿過兩段光纜2內(nèi)的松套管。保證套有橡膠管3的裸光纖4呈松弛狀態(tài)。最后，將外套管6與已固定在兩段光纜2上的兩個卡套式錐螺紋直通管接頭I旋合連接。[0018]當需要集成多點成纜時，只需剝出被集成纜的光纖，在光纜2上固定好同規(guī)格的卡套式錐螺紋直通管接頭I，將另一卡套式錐螺紋直通管接頭I和外套管6依次套入做好的傳感器光纜上，并將光纖與傳感器伸出的裸光纖4進行熔接；再移動外套管6，固定好卡套式錐螺紋直通管接頭1，使外套管6與卡套式錐螺紋直通管接頭I旋合連接即可。
[0019]本發(fā)明的核心在于外套管6、內(nèi)套管8和膠套環(huán)5等構(gòu)成的封裝結(jié)構(gòu)的設計，以及卡套式錐螺紋直通管接頭I的利用，使得光纖光柵溫度傳感器的抗拉強度好，且易于安裝，適于集成多點形成分布式測溫纜，實現(xiàn)多點、多場檢測，以及進行遠距離傳輸。所以其保護范圍并不限于上述實施例。顯然，本領域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變形而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。例如:外套管6和內(nèi)套管8的材質(zhì)不限于實施例所述，只要具備足夠的強度都能夠應用于本發(fā)明結(jié)構(gòu)；各部件的尺寸也不限于上述具體數(shù)值，可根據(jù)實際需要確定等。倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變形在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種礦用光纖光柵溫度傳感器，其特征在于:包括外套管(6)、內(nèi)套管(8)和傳感光纖；所述外套管(6)兩端分別連有卡套式錐螺紋直通管接頭(1)，用于與光纜(2)連接；所述內(nèi)套管(8 )位于外套管(6 )內(nèi)，內(nèi)套管(8 )上套設有至少兩個膠套環(huán)(5 )，膠套環(huán)(5 )的外緣與外套管(6)內(nèi)壁相配置，用于內(nèi)套管(8)的徑向限位；所述傳感光纖包括光纖光柵(7)及其兩端的裸光纖(4)，所述光纖光柵(7)設置于內(nèi)套管(8)內(nèi)，所述裸光纖(4)依次穿出內(nèi)套管(8 )和外套管(6 )，用于與光纜(2 )中的傳輸光纖熔接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用光纖光柵溫度傳感器，其特征在于:所述裸光纖(4)穿出內(nèi)套管(8)的部分套有橡膠管(3)作為保護層；所述內(nèi)套管(8)的兩端設有膠粘部(9)，用于裸光纖(4)、橡膠管(3) —端和內(nèi)套管(8)的固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種礦用光纖光柵溫度傳感器，其特征在于:所述裸光纖(4)露出橡膠管(3)另一端至少30mm，用于光纖的熔接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的一種礦用光纖光柵溫度傳感器，其特征在于:所述傳感光纖為松弛狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的一種礦用光纖光柵溫度傳感器，其特征在于:所述外套管(6)為不銹鋼管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的一種礦用光纖光柵溫度傳感器，其特征在于:所述內(nèi)套管(4)為薄金屬管。
【文檔編號】G01K11/32GK103674323SQ201310725187
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】王洪海, 譚玖, 李政穎, 周曉嵐, 李洋洋 申請人:武漢理工大學