本發(fā)明涉及光纖光柵傳感技術領域，尤其涉及一種環(huán)形結構高溫管道外壁應變檢測光纖光柵傳感器件。

背景技術：

大量數據結果表明，在排除高溫管道制造先天缺陷和人為失誤操作的前提下，引起管道泄漏和爆管事故的主要原因是管道材料的高溫蠕變和管壁腐蝕，而無論是管道材料的高溫蠕變還是管壁腐蝕，其外在效應均會造成管道外壁的明顯應變，最終導致管道泄漏或爆裂。為預防高溫管道泄漏或爆裂事故的發(fā)生，需要對高溫管道的外壁應變進行實時檢測。

光纖布拉格(Bragg)光柵是利用光纖纖芯材料的光敏性在紫外線下形成的折射率呈周期性變化的一段光纖，當把光纖Bragg光柵用于應變檢測時，光纖Bragg光柵應變傳感器具有響應速度快、重量輕、結構緊湊、使用靈活、成本低、不受電磁干擾、抗腐蝕等優(yōu)點，這使它可以對應變進行很好的檢測。

本發(fā)明采用環(huán)形結構，對應變進行放大，實現對光纖光柵應變傳感器件的增敏。同時環(huán)形結構可以直接套在高溫管道外壁，無需焊接，避免了對管道的傷害，以及人力物力的消耗。

技術實現要素：

本發(fā)明提出來一種環(huán)形結構高溫管道外壁應變檢測光纖光柵傳感器件，能夠將高溫管道外壁應變放大并傳遞到耐高溫光纖Bragg光柵上，同時運用了環(huán)形結構，避免了將傳感器件直接焊接到高溫管道外壁上。

本發(fā)明提供一種環(huán)形結構高溫管道外壁應變檢測光纖光柵傳感器件，所述光纖光柵傳感器件包括耐高溫光纖Bragg光柵、環(huán)形套管和延伸臺。

為達到上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：

所述的環(huán)形套管和延伸臺為一體化連接。

所述的耐高溫光纖Bragg光柵為polyimide涂覆層的特殊光纖Bragg光柵，可以耐300℃高溫，耐高溫光纖Bragg光柵粘接固定在延伸臺頂端的凹槽中，粘接時需要對光柵施加適當預拉，以保證傳感器具有雙向應變傳感能力。

所述的一種環(huán)形結構高溫管道外壁應變檢測光纖光柵傳感器件，其靈敏度可通過改變延伸臺之間的距離來調節(jié)，距離越短靈敏度越高。

本發(fā)明所述的一種環(huán)形結構高溫管道外壁應變檢測光纖光柵傳感器件，通過對材料和結構的合理選取與設計，可以在耐高溫300℃的同時，提高傳感器的應變靈敏度，對高溫管道的安全狀況進行檢測，同時無需焊接，避免了對管道的傷害。

附圖說明

圖1為所述的一種環(huán)形結構高溫管道外壁應變檢測光纖光柵傳感器件示意圖

圖2為所述的一種環(huán)形結構高溫管道外壁應變檢測光纖光柵傳感器件增敏原理圖

具體實施方式

本發(fā)明所述的一種環(huán)形結構高溫管道外壁應變檢測光纖光柵傳感器件，包括環(huán)形套管(1)、延伸臺(2)和耐高溫光纖Bragg光柵(3)。

所述的環(huán)形套管(1)和延伸臺(2)為一體化的金屬結構，環(huán)形套管(1)的寬度和厚度可根據不同尺寸高溫管道進行設計。

所述一種環(huán)形結構高溫管道外壁應變檢測光纖光柵傳感器件，如圖1所示，為左右對稱結構。

所述的環(huán)形套管(1)和延伸臺(2)的材料宜選用與高溫管道外壁相一致的材料，避免不同材料在外界溫度變化時由于熱膨脹系數差異所引起的熱應力，以保證傳感器的檢測精度。同時該環(huán)形套管(1)大小可根據實際高溫管道直徑進行制作。

所述的耐高溫光纖Bragg光柵(3)為polyimide涂覆層的特殊光纖Bragg光柵，可以耐300℃高溫，光柵粘接固定在延伸臺(2)頂端的凹槽上，粘接時需要施加適當預拉，以保證傳感器具有雙向應變傳感能力。

所述的光纖Bragg光柵(3)的柵區(qū)部分，如圖1所示，位于兩個延伸臺(2)頂端的中間部位。

所述的一種環(huán)形結構高溫管道外壁應變檢測光纖光柵傳感器件，其靈敏度可通過改變兩個延伸臺(2)之間的距離來調節(jié)，距離越短靈敏度越高，實際中可根據具體應用場合進行調整以取得最佳效果。

下面結合附圖對本發(fā)明實例做進一步的闡述：

1.一種環(huán)形結構高溫管道外壁應變檢測光纖光柵傳感器件增敏原理

如圖2所示，當高溫管道外壁表面沿環(huán)向產生微變量為ΔL的形變時，環(huán)形套管(1)上產生的應變?yōu)棣?sub>1＝ΔL/(2πR)，微變量ΔL由于傳感器件結構的剛性作用，直接集中到兩個延伸臺(2)之間長度為L的耐高溫光纖Bragg光柵(3)上，則長度為L的耐高溫光纖Bragg光柵(3)所承受的應變大小為ε₂＝ΔL/L，比較ε₁和ε₂的大小，可知傳感器件結構的增敏系數為ε₂/ε₁＝2πR/L，通過調節(jié)L可以改變增敏系數。

2.光纖光柵傳感器件的安裝與檢測

光纖光柵傳感器件套在高溫管道外壁上，其大小可按照管道大小進行制作。當高溫管道外壁表面產生應變時，套在高溫管道外壁上的光纖光柵傳感器件會將應變放大并傳遞到耐高溫光纖Bragg光柵(3)上，將耐高溫光纖Bragg光柵(3)與解調儀相連接，通過對攜有高溫管道外壁應變信息的反射波長信號進行分析，可以檢測出高溫管道外壁表面所發(fā)生應變的大小。