一种应变与温度双参光缆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种应变与温度双参光缆，包括只对温度敏感的传感光缆、对温度和应变都敏感的传感光缆和扁平状钢片基带，所述传感光缆相互平行独立密封在扁平状钢片基带内，测温光缆内部的传感光纤均为单模光纤，其只对温度变化敏感的传感光缆的PBT管远大于光纤直径以使光纤不受外界应力影响，使用导热油膏填充传感光纤与PBT管之间的空隙，提高传感光纤的温度响应时间。本实用新型可克服在结构体应力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，能有效减少安全事故的发生，保证国民的生命财产安全。
【专利说明】一种应变与温度双参光缆
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及布里渊散射的分布式光纤传感领域，特别涉及一种温度与应变双参光缆。
【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设置只对温度敏感的传感光缆，达到温度与应变分离的目的。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。
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温度与应变分离的双参光缆，并能在实际应用工程中只对温度敏感，达到温度与应变分离的目的。[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0009]一种应变与温度双参光缆，其特征在于，包括只对温度敏感的传感光缆、对温度和应变都敏感的传感光缆和基带，所述传感光缆相互平行独立密封在基带内。
[0010]所述只对温度敏感的传感光缆由内到外包括四层结构，依次为光纤层、涂敷层、导热油膏层和PBT管，所述PBT管的外径为0.9mm。
[0011]所述对温度和应变都敏感的传感光缆由内到外包括两层结构，依次为光纤层和涂敷层，所述涂敷层的外径为0.25mm。
[0012]所述基带为金属基带，该金属基带以高弹性钢片为基本材料制作而成，其厚度为
0.35mm0
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0014]一、只对温度敏感的传感光缆和对温度和应变都敏感的传感光缆直接密封的方式固定在金属基带内部，采用无胶化封装，可避免胶水在高温下产生的张力对应变结果产生的干扰；
[0015]二、金属基带以高弹性钢片为基本材料制作而成，其弹性模量较高，可以实现与结构体一致变形，具有较好的应变传递效果；
[0016]三、位于金属基带内部的只对温度敏感的传感光缆，其内部光纤采用耐高温涂敷层包裹，能有效地扩展光纤的工作范围，同时光纤外部设有PBT管，PBT管有效的避免了应变对光纤产生的影响，并且光纤与PBT管之间的油膏具有较高的导热系数，加快了传热速度，使光纤只对温度敏感并具有较短的响应时间；
[0017]四、对温度和应变同时敏感的光缆，其内部光纤也采用耐高温涂敷层包裹，一方面传到热量，另一方面将结构体的应力传导到光纤。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实新型的结构示意图；
[0019]附图标记为:1为光纤、2为涂敷层、3、导热油膏层；4、PBT管；5、钢片基带。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合附图及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的描述。
[0021]一种应变与温度双参光缆，其特征在于，包括只对温度敏感的传感光缆、对温度和应变都敏感的传感光缆和基带，所述传感光缆和传感光缆相互平行独立密封在金属基带内，所述基带为金属基带，该金属基带以高弹性钢片为基本材料制作而成，其厚度为
0.35mm0
实施例
[0022]如图1所示，对伟感光缆进行密封封装的钢片基带5，其厚度为0.35mm,采用sus304不锈钢，弹性模量可达到154Gpa,能够较好的反应结构基体的变形。
[0023]所述只对温度敏感的传感光缆由内到外包括四层结构，依次为光纤层、涂敷层、导热油膏层和PBT管,光纤层中的光纤I (纤芯与包层)为单模光纤，纤芯直径为0.009mm,包层直径为0.125mm ;其中的涂覆层2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为_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；导热油膏3采用特种硅油并加有导热填料和结构改善剂的导热硅胶，具有极佳的导热性，导热系数可达0.5ff/m.K，并具有较宽的温度使用范围，适用温度范围为-5(T250°C，不干、不凝固的特点使得导热油膏对温度传感光缆不会产生应变方面的干扰；PBT管4外径为0.9mm，较小的外径尺寸便于钢片基带对其进行封装，PBT材料是最坚韧的工程热塑料材料之一，具有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性，其张力强度为50MPa，并可长期工作在140°C的环境中，具有好的耐冲击性能。
[0024]如图1所示，所述对温度和应变都敏感的传感光缆由内到外包括两层结构，依次为光纤层和涂敷层；其中传感光纤I (纤芯与包层)采用单模光纤，纤芯直径为0.009_，包层直径为0.125mm ;其中的涂覆层2直径为0.25mm并采用聚氨酯亚胺材料。
[0025]以上本实用新型所述的温度与应变双参光缆，可知内部只对温度敏感的传感光纤位于PBT管内部，PBT管的外径远远大于内部光纤直径，可使光纤不受到外部应力的影响从而只对温度敏感，位于PBT管与传感光纤之间的导热油膏提高了传热速度，增加了监测结果的正确性；钢片基带具有较高的弹性模量，可实现与结构体同时变形，内部光纤采用浇筑的方式直接固定在基带内部，无胶化的方式减少了张力对应变的干扰；光缆的扁平状结构在施工过程中更易与结构体进行固定；以只对温度敏感的传感光缆的测量值作为参考量，由对温度与应变同时敏感的传感光缆的测量值即可知道应变值。
【权利要求】
1.一种应变与温度双参光缆，其特征在于，包括只对温度敏感的传感光缆、对温度和应变都敏感的传感光缆和基带，所述传感光缆相互平行独立密封在基带内。
2.根据权利要求1所述的应变与温度双参光缆，其特征在于，所述只对温度敏感的传感光缆由内到外包括四层结构，依次为光纤层、涂敷层、导热油膏层、PBT管，所述PBT管的外径为0.9mm。
3.根据权利要求1所述的应变与温度双参光缆，其特征在于，所述对温度和应变都敏感的传感光缆由内到外包括两层结构，依次为光纤层、涂敷层，所述涂敷层的外径为0.25mm。
4.根据权利要求1所述的应变与温度双参光缆，其特征在于，所述基带为金属基带，该金属基带以高弹性钢片为基本材料制作而成，其厚度为0.35mm。
【文档编号】G01K11/32GK203465450SQ201320402408
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2013年7月8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