一种可减少温度影响的力应变传递光缆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可减少温度影响的力应变传递光缆，包括外护套、填充在所述外护套内的填充材料、设于外护套内且仅对力应变敏感的光缆线以及设于外护套内且用于对光缆线进行定位的加强件，所述光缆线与所述加强件相平行，所述光缆线沿所述外护套的长轴方向延伸。本实用新型可克服在结构体应变监测方面温度因素对测量产生干扰的问题，并可结合布里渊光时域分析系统实时监测结构体的应力变化，适合以表面粘贴的方式应用于对电磁比较敏感的场合。
【专利说明】一种可减少温度影响的力应变传递光缆
【技术领域】
[0001]本实用新型属于基于布里渊散射的分布式光纤传感领域，特别涉及一种可减少温度影响的力应变传递光缆。
【背景技术】
[0002]利用光时域反射技术的分布式光纤传感系统得到了迅速的发展。其中利用布里渊散射光对应变和温度的敏感性，来制作传感定位系统受到很多高科技公司的青睐。当布里渊散光通入单模光纤中传输时，由于光纤受到应力或温度变化，光纤中的布里渊散射光就会产生频移，通过对频移量的分析处理，可计算出光纤所受应变和温度数值。
[0003]随着我国国民经济的发展、城市建设现代化程度的提高，越来越多的大型建筑物出现在生活中。由于材料的老化、超期使用、过载、风化、缺乏维修及合适的检查等，许多结构已经退化损坏，因此，近年来利用无损检测评估结构的强度和完整性，受到越来越多的重视。目前存在的对于结构的健康监测方法主要有电阻计、离子渗透以及核振动等，然而从某种程度上来讲，这些方法并不总是非常可靠。分布式光纤传感系统由于其自身的优点，在结构的健康监测领域占据一席之地，主要的监测方式为将分布式光纤传感器固定于结构表面。
[0004]分布式光纤传感系统具有体积小、抗电磁干扰、传感距离长的优点，并可实现温度与应变同时监测，广泛应用在桥梁、大坝、大型建筑物、油田、海底输气管道等领域。基于布里渊散射的分布式传感技术在温度、应变测量上所达到的测量精度、测量范围均高于其他传感技术，因此目前成为研究热点。
[0005]分布式光纤传感系统应用于结构健康监测具有监测距离长、抗腐蚀等优点，能够很好的监测到结构的应力变化，并确定异常点发生位置，与其他应变监测方式(如光纤光栅等)相比，可以实现连续测量。分布式光纤温度/应变监测系统用于结构的健康状态监测，可快速发现异常点并进行定位，以便对结构进行检修、更新、改建等，延长结构的使用期限并有效防止安全事故的发生。
[0006]基于布里渊散射的分布式光纤传感系统，其采用光纤均为单模光纤，并且该光纤对于温度与应变同时敏感，因此有必要在实际应用工程中将温度与应变的测量结果进行分离，以达到准确测量光缆应变的目的。目前存在的温度和应变双参光缆，根据其基本形状来分类主要有圆柱状与扁平状，圆柱状温度与应变双参光缆存在的主要不足是不便于施工过程中光缆与结构体之间的固定，扁平状温度与应变双参光缆主要采用的是多模光纤，不适用于基于布里渊散射的光时域分析系统，对于金属基带状双参光缆则不适用于对电磁比较敏感的场所。
实用新型内容
[0007]针对上述现有技术，本实用新型的目的在于提供一种适用于基于布里渊散射的光时域分析系统的能达到应变测量结果不受温度影响的力应变传递光缆，并能在实际应用工程中只对力应变敏感，达到准确测量应变的目的。
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种可减少温度影响的力应变传递光缆，包括外护套、填充在所述外护套内的填充材料、设于外护套内且仅对力应变敏感的光缆线以及设于外护套内且用于对光缆线进行定位的加强件，所述光缆线与所述加强件相平行，所述光缆线沿所述外护套的长轴方向延伸。
[0009]优选地，所述外护套呈扁平状。
[0010]优选地，所述加强件由金属制成。
[0011]优选地，所述加强件位于所述光缆线的左右两侧且相对设置。
[0012]优选地，所述光缆线由内到外包括光纤层和涂覆层，所述涂覆层的外径为0.25mm。
[0013]优选地，所述涂覆层由聚酯亚胺材料制成
[0014]优选地,所述填充材料绝热材料制成。
[0015]优选地，所述外护套由绝缘材料制成，其导热系数在0.175W / (m*K)以下。
[0016]优选地，所述外护套由硅胶制成。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0018]一、一种可避免温度影响的应变传递光缆的外护套采用硅胶材料，该种材料具有良好的绝缘性能，可适用于对电磁要求较高的场所，并可以有效防止外界环境对其的腐蚀及破坏；
[0019]二、内部填充材料为热导率在0.175W / (m*K)以下的绝热材料，可有效避免外界温度对内部光缆的影响，实现温度与应变的分离，达到准确测量应变的目的；
[0020]三、光缆内部与光纤并行排列的金属加强件，可有效增加光缆的抗拉抗压能力，增强光缆的使用寿命，并使得光缆可以应用在施工较恶劣的场合；
[0021]四、光缆的扁平状结构，有利于固定在结构体表面，降低了施工难度，并可有效减小施工过程中对结构体造成的破坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型力应变传递光缆的主剖视图。
[0023]图2为本实用新型力应变传递光缆的俯剖视图。
[0024]图3为本实用新型力应变传递光缆中光缆线的截面图。
[0025]附图标记为:1、外护套；2、填充材料；3、加强件；4、光缆线；5、涂覆层:6、光纤层。【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围作出更为清楚明确的界定。
[0027]如图1和图2所示，本实用新型公开了一种可减小温度影响的力应变传递光缆，包括外护套1、填充在所述外护套I内的填充材料2、设于外护套I内且仅对力应变敏感的光缆线4以及设于外护套I内且用于对光缆线4进行定位的加强件3，所述光缆线4与所述加强件3相平行，所述光缆线4沿所述外护套I的长轴方向延伸。
[0028]实施例[0029]如图1所示，对传感光缆进行密封封装的硅胶外护套I其厚度为0.35mm,体积电阻率大于1\10140*(^，具有良好的绝缘性能，耐高温200-2501:，可承受的最高电压为6Kv，可以在高温环境以及对电磁要求比较高的场所正常工作。外护套呈扁平状。
[0030]只对力应变敏感的光缆线4由内之外包括两层结构。第一层为光纤层6，第二层为涂覆层5。涂覆层5完全包覆住光纤层6。光纤层6由纤芯与包层组成，纤芯直径为0.009mm,包层直径为0.125mm。其中的涂覆层5直径为0.25mm并采用聚酯亚胺材料制作而成。聚酯亚胺材料是综合性能最佳的有机高分子材料之一，短期耐温达400°C以上，长期使用的温度范围是-200°C~300°C，具有较好的温度特性，不填充塑料的抗拉强度在IOOMPa以上，具有优良的机械性能。
[0031]在光缆内部，与光缆线4平行放置的加强件3采用是金属钢丝制成，其抗拉强度可为1770MPa。金属加强件3的外径为0.3mm。
[0032]在光缆内部，填充材料2为绝热材料制成。在本实施例中，填充材料2为普通超细玻璃棉。玻璃棉是一种无机质纤维，易成型，便于光缆的加工成形，体积密度小，表观密度为20kg / m3，便于光缆成品的铺设及运输，常温下的导热系数为0.035W / (m*K);具有极好的隔热性能，可有效减少外界环境温度对内部应变传感光纤的影响，其在300°C以下均可正常工作，具有极好的耐高温性能。
[0033]以上本实用新型所述的可减少温度影响的应变传感光缆，可知外部为硅胶外护套1，具有较好的耐高温特性以及绝缘特性，应用于导电场所可有效避免电磁干扰的影响。光缆内部填充材料2为绝热材料，在对内部光纤层6起到保护作用的同时也阻挡了外界温度向光缆内部的传递，达到了温度与应变分离的目的，增加了应变测量的准确性。光缆内部位于光纤层6两侧的加强件3则极大的增加了光缆的抗拉抗压能力；光缆的扁平状结构在施工过程中更与结构体之间进行固定，应用于测量结构体应变可有效避免温度对测量结果造成的影响。
[0034]上述实施例只为说 明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种可减少温度影响的力应变传递光缆，其特征在于:包括外护套、填充在所述外护套内的填充材料、设于外护套内且仅对力应变敏感的光缆线以及设于外护套内且用于对光缆线进行定位的加强件，所述光缆线与所述加强件相平行，所述光缆线沿所述外护套的长轴方向延伸。
2.根据权利要求1所述的力应变传递光缆，其特征在于:所述外护套呈扁平状。
3.根据权利要求1所述的力应变传递光缆，其特征在于:所述加强件由金属制成。
4.根据权利要求1所述的力应变传递光缆，其特征在于:所述加强件位于所述光缆线的左右两侧且相对设置。
5.根据权利要求1所述的力应变传递光缆，其特征在于:所述光缆线由内到外包括光纤层和涂覆层，所述涂覆层的外径为0.25mm。
6.根据权利要求5所述的力应变传递光缆，其特征在于:所述涂覆层由聚酯亚胺材料制成。
7.根据权利要求1所述的力应变传递光缆，其特征在于:所述填充材料绝热材料制成。
8.根据权利要求1所述的力应变传递光缆，其特征在于:所述外护套由绝缘材料制成，其导热系数低于0.175W / (m*K)。
9.根据权利要求1所述的力应变传递光缆，其特征在于:所述外护套由硅胶制成。
【文档编号】G02B6/44GK203480088SQ201320521220
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月26日 优先权日:2013年8月26日
【发明者】王瑞雪, 王子南, 饶云江 申请人:扬州森斯光电科技有限公司