一種應變與溫度雙參光纜的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種應變與溫度雙參光纜，包括只對溫度敏感的傳感光纜、對溫度和應變都敏感的傳感光纜和扁平狀鋼片基帶，所述傳感光纜相互平行獨立密封在扁平狀鋼片基帶內，測溫光纜內部的傳感光纖均為單模光纖，其只對溫度變化敏感的傳感光纜的PBT管遠大于光纖直徑以使光纖不受外界應力影響，使用導熱油膏填充傳感光纖與PBT管之間的空隙，提高傳感光纖的溫度響應時間。本實用新型可克服在結構體應力監測方面溫度因素對測量產生干擾的問題，并可結合布里淵光時域分析系統實時監測結構體的應力變化，能有效減少安全事故的發生，保證國民的生命財產安全。
【專利說明】一種應變與溫度雙參光纜
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及布里淵散射的分布式光纖傳感領域，特別涉及一種溫度與應變雙參光纜。
【背景技術】
[0002]利用光時域反射技術的分布式光纖傳感系統得到了迅速的發展。其中利用布里淵散射光對應變和溫度的敏感性，來制作傳感定位系統受到很多高科技公司的青睞。當布里淵散光通入單模光纖中傳輸時，由于光纖受到應力或溫度變化，光纖中的布里淵散射光就會產生頻移，通過對頻移量的分析處理，可計算出光纖所受應變和溫度數值。
[0003]隨著我國國民經濟的發展、城市建設現代化程度的提高，越來越多的大型建筑物出現在生活中。由于材料的老化、超期使用、過載、風化、缺乏維修及合適的檢查等，許多結構已經退化損壞，因此，近年來利用無損檢測評估結構的強度和完整性，受到越來越多的重視。目前存在的對于結構的健康監測方法主要有電阻計、離子滲透以及核振動等，然而從某種程度上來講，這些方法并不總是非常可靠。分布式光纖傳感系統由于其自身的優點，在結構的健康監測領域占據一席之地，主要的監測方式為將分布式光纖傳感器固定于結構表面。
[0004]分布式光纖傳感系統具有體積小、抗電磁干擾、傳感距離長的優點，并可實現溫度與應變同時監測，廣泛應用在橋梁、大壩、大型建筑物、油田、海底輸氣管道等領域。基于布里淵散射的分布式傳感技術在溫度、應變測量上所達到的測量精度、測量范圍均高于其他傳感技術，因此目前成為研究熱點。
[0005]分布式光纖傳感系統應用于結構健康監測具有監測距離長、抗腐蝕等優點，能夠很好的監測到結構的應力變化，并確定異常點發生位置，與其他應變監測方式(如光纖光柵等)相比，可以實現連續測量。分布式光纖溫度/應變監測系統用于結構的健康狀態監測，可快速發現異常點并進行定位，以便對結構進行檢修、更新、改建等，延長結構的使用期限并有效防止安全事故的發生。
[0006]基于布里淵散射的分布式光纖傳感系統，其采用光纖均為單模光纖，并且該光纖對于溫度與應變同時敏感，因此有必要在實際應用工程中設置只對溫度敏感的傳感光纜，達到溫度與應變分離的目的。目前存在的溫度和應變雙參光纜，根據其基本形狀來分類主要有圓柱狀與扁平狀，圓柱狀溫度與應變雙參光纜存在的主要不足是不便于施工過程中光纜與結構體之間的固定，扁平狀溫度與應變雙參光纜主要采用的是多模光纖，不適用于基于布里淵散射的光時域分析系統。
實用新型內容
[0007]針對上述現有技術，本實用新型的目的在于提供一種適用于基于布里淵散射的光時域分析系統的能達到溫度與應變分離的雙參光纜，并能在實際應用工程中只對溫度敏感，達到溫度與應變分離的目的。[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0009]一種應變與溫度雙參光纜，其特征在于，包括只對溫度敏感的傳感光纜、對溫度和應變都敏感的傳感光纜和基帶，所述傳感光纜相互平行獨立密封在基帶內。
[0010]所述只對溫度敏感的傳感光纜由內到外包括四層結構，依次為光纖層、涂敷層、導熱油膏層和PBT管，所述PBT管的外徑為0.9mm。
[0011]所述對溫度和應變都敏感的傳感光纜由內到外包括兩層結構，依次為光纖層和涂敷層，所述涂敷層的外徑為0.25mm。
[0012]所述基帶為金屬基帶，該金屬基帶以高彈性鋼片為基本材料制作而成，其厚度為
0.35mm0
[0013]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0014]一、只對溫度敏感的傳感光纜和對溫度和應變都敏感的傳感光纜直接密封的方式固定在金屬基帶內部，采用無膠化封裝，可避免膠水在高溫下產生的張力對應變結果產生的干擾；
[0015]二、金屬基帶以高彈性鋼片為基本材料制作而成，其彈性模量較高，可以實現與結構體一致變形，具有較好的應變傳遞效果；
[0016]三、位于金屬基帶內部的只對溫度敏感的傳感光纜，其內部光纖采用耐高溫涂敷層包裹，能有效地擴展光纖的工作范圍，同時光纖外部設有PBT管，PBT管有效的避免了應變對光纖產生的影響，并且光纖與PBT管之間的油膏具有較高的導熱系數，加快了傳熱速度，使光纖只對溫度敏感并具有較短的響應時間；
[0017]四、對溫度和應變同時敏感的光纜，其內部光纖也采用耐高溫涂敷層包裹，一方面傳到熱量，另一方面將結構體的應力傳導到光纖。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實新型的結構示意圖；
[0019]附圖標記為:1為光纖、2為涂敷層、3、導熱油膏層；4、PBT管；5、鋼片基帶。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合附圖及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的描述。
[0021]一種應變與溫度雙參光纜，其特征在于，包括只對溫度敏感的傳感光纜、對溫度和應變都敏感的傳感光纜和基帶，所述傳感光纜和傳感光纜相互平行獨立密封在金屬基帶內，所述基帶為金屬基帶，該金屬基帶以高彈性鋼片為基本材料制作而成，其厚度為
0.35mm0
實施例
[0022]如圖1所示，對偉感光纜進行密封封裝的鋼片基帶5，其厚度為0.35mm,采用sus304不銹鋼，彈性模量可達到154Gpa,能夠較好的反應結構基體的變形。
[0023]所述只對溫度敏感的傳感光纜由內到外包括四層結構，依次為光纖層、涂敷層、導熱油膏層和PBT管,光纖層中的光纖I (纖芯與包層)為單模光纖，纖芯直徑為0.009mm,包層直徑為0.125mm ;其中的涂覆層2直徑為0.25mm并采用聚酯亞胺材料制作而成，聚酯亞胺材料是綜合性能最佳的有機高分子材料之一，短期耐溫達400°C以上，長期使用的溫度范圍為_200°C ?300°C，具有較好的溫度特性，不填充塑料的抗拉強度在IOOMPa以上，具有優良的機械性能；導熱油膏3采用特種硅油并加有導熱填料和結構改善劑的導熱硅膠，具有極佳的導熱性，導熱系數可達0.5ff/m.K，并具有較寬的溫度使用范圍，適用溫度范圍為-5(T250°C，不干、不凝固的特點使得導熱油膏對溫度傳感光纜不會產生應變方面的干擾；PBT管4外徑為0.9mm，較小的外徑尺寸便于鋼片基帶對其進行封裝，PBT材料是最堅韌的工程熱塑料材料之一，具有非常好的化學穩定性、機械強度、電絕緣特性和熱穩定性，其張力強度為50MPa，并可長期工作在140°C的環境中，具有好的耐沖擊性能。
[0024]如圖1所示，所述對溫度和應變都敏感的傳感光纜由內到外包括兩層結構，依次為光纖層和涂敷層；其中傳感光纖I (纖芯與包層)采用單模光纖，纖芯直徑為0.009_，包層直徑為0.125mm ;其中的涂覆層2直徑為0.25mm并采用聚氨酯亞胺材料。
[0025]以上本實用新型所述的溫度與應變雙參光纜，可知內部只對溫度敏感的傳感光纖位于PBT管內部，PBT管的外徑遠遠大于內部光纖直徑，可使光纖不受到外部應力的影響從而只對溫度敏感，位于PBT管與傳感光纖之間的導熱油膏提高了傳熱速度，增加了監測結果的正確性；鋼片基帶具有較高的彈性模量，可實現與結構體同時變形，內部光纖采用澆筑的方式直接固定在基帶內部，無膠化的方式減少了張力對應變的干擾；光纜的扁平狀結構在施工過程中更易與結構體進行固定；以只對溫度敏感的傳感光纜的測量值作為參考量，由對溫度與應變同時敏感的傳感光纜的測量值即可知道應變值。
【權利要求】
1.一種應變與溫度雙參光纜，其特征在于，包括只對溫度敏感的傳感光纜、對溫度和應變都敏感的傳感光纜和基帶，所述傳感光纜相互平行獨立密封在基帶內。
2.根據權利要求1所述的應變與溫度雙參光纜，其特征在于，所述只對溫度敏感的傳感光纜由內到外包括四層結構，依次為光纖層、涂敷層、導熱油膏層、PBT管，所述PBT管的外徑為0.9mm。
3.根據權利要求1所述的應變與溫度雙參光纜，其特征在于，所述對溫度和應變都敏感的傳感光纜由內到外包括兩層結構，依次為光纖層、涂敷層，所述涂敷層的外徑為0.25mm。
4.根據權利要求1所述的應變與溫度雙參光纜，其特征在于，所述基帶為金屬基帶，該金屬基帶以高彈性鋼片為基本材料制作而成，其厚度為0.35mm。
【文檔編號】G01K11/32GK203465450SQ201320402408
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月8日 優先權日:2013年7月8日
【發明者】王瑞雪, 王子南, 饒云江 申請人:揚州森斯光電科技有限公司