一种用于轨道交通的光纤传感线缆的制作方法

本实用新型涉及轨道交通电缆技术领域，尤其涉及一种用于轨道交通的光纤传感线缆。

背景技术：

近年来，随着我国高铁进程的不断推进，铁路运行速度不断提升，但同时也给电子传感器抗电磁干扰、电绝缘性能、传输损耗及测量范围等方面带来了巨大的考验。由于列车车辆在运行过程中会产生各种形式的振动，例如车辆轮对踏面、车辆驾驶或者车辆制动等因素均会带来不同能量等级和不同频率的震动，因此，目前常常通过沿轨道铺设振动传感器来实现对通过车辆信息的采集。但是，采用这种方法的振动传感器非常容易受到外部环境的影响，不仅会造成振动传感器的抗干扰能力差和电绝缘性能差，而且信号传输损耗大，大大降低了测量的结果的准确性和可靠性，同时，外部环境的温湿度影响还会造成振动传感器的寿命大大缩短，不仅不利于车辆信息的实时监控，而且提高了设备成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于轨道交通的光纤传感线缆，能够实时监测列车的重量、种类、车厢数量及运行状态等信息，且抗干扰能力强，监测准确度高，可靠性强；进一步地，能够有效隔离外部有害环境的影响，提高光纤传感线缆的监测准确度和使用寿命。

本实用新型采用的技术方案为：

一种用于轨道交通的光纤传感线缆，从内至外依次包括传感导线组、封装层和外壁管；所述传感导线组由至少一根内导线组成，每根内导线均包括光纤引线和串接在光纤引线上的至少一组光纤光栅传感器组，每组光纤光栅传感器组由一个或多个光纤光栅传感器组成，一个或多个光纤光栅传感器依次串接在对应的光纤引线上；所述的光纤光栅传感器采用光纤光栅温度传感器、光纤光栅压力传感器、加速度传感器和电磁传感器中的一种或多种。

优选地，所述的每组光纤光栅传感器组中光纤光栅传感器的数量为至少两个，且每组光纤光栅传感器组中均包括一个光纤光栅温度传感器。

优选地，所述的每组光纤光栅传感器组中任意两个光纤光栅传感器之间的光栅波长的差值均不小于5nm。

优选地，所述每根内导线的光纤引线上所串接的光纤光栅传感器组的数量为多组，相邻两组光纤光栅传感器组之间的距离为7m～10m。

优选地，所述外壁管采用封闭式金属壁管。

本实用新型具有以下优点：

（1）通过在串接在光纤引线上的光纤光栅传感器组对铁轨、路基等部位的能量采集，再进一步通过筛选和比较后，区分不同的能量等级的振动，从而区分出通过列车重量、种类、车厢数量、运行状态等信息，同时还能对周边环境温度湿度等信息进行监测反馈，实现了车辆信息和环境温度的实时监控，且准确度高，可靠性强；

（2）通过将每个光纤光栅传感器组中光纤光栅传感器的数量设定为至少两个，且每个光纤光栅传感器组中均包括一个光纤光栅温度传感器，不仅能够进行外部温度和压力等信息的采集，而且能够为采集到的列车压力信息提供温度依据，从而能够在进行压力信息分析时去除温度影响，从而获取更为精确的监测信息，保证了光纤传感线缆的在不同温度环境下监测结果的准确性；

（3）通过将光纤光栅传感器组中任意两个光纤光栅传感器之间的光栅波长的差值均设定为不小于5nm，有效避免了不同光纤光栅传感器之间的相互干扰，进而避免了因干扰而导致的测量误差，进一步提高了监测结果的准确性；

（4）通过将外壁管设计为封闭式金属壁管，有效隔离了外部有害环境对传感器导线组的影响，不仅保证了监测结果的准确性，也提高了本实用新型的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的截面图；

图2为实施例中内导线的结构示意图。

附图标记说明：

1、传感导线组；101、光纤引线；102、光纤光栅压力传感器；103、光纤光栅温度传感器；2、封装层；3、外壁管。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型从内至外依次包括传感导线组1、封装层2和外壁管3；传感导线组1由至少一根内导线组成，每根内导线均包括光纤引线101和串接在光纤引线101上的至少一组光纤光栅传感器组；每组光纤光栅传感器组由一个或多个光纤光栅传感器组成，一个或多个光纤光栅传感器依次串接在对应的光纤引线上；光纤光栅传感器采用光纤光栅温度传感器103、光纤光栅压力传感器102、加速度传感器和电磁传感器中的一种或多种。

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明。

外壁管3可以采用金属或者非金属材质制成，此处外壁管3优选采用封闭式的金属壁管，外壁管3内封装填充环氧树脂作为封装层2，封装层2内传感导线组1。外壁管3和封装层2在保证传感导线组1不受损坏的同时传递外部的温度以及应力，实现车辆信息的监测，且封闭式金属壁管构成的外壁管3有效隔离了外部有害环境对传感导线组1的影响，大大提高了抗干扰能力和监测准确度，并同时提高了本实用新型的使用寿命。

如图1和图2所示，传感导线组1优选由一根内导线构成，内导线包括光纤引线101和串接在光纤引线101上的多组光纤光栅传感器组，每个光纤光栅传感器组由一个光纤光栅温度传感器103和两个光纤光栅压力传感器102组成，其中，每个光纤光栅传感器组中相任意的两个光纤光栅传感器之间的光栅波长的差值均不小于5nm，以免相互干扰导致测量误差，有效保证了监测结果的准确性。

本实用新型可用于单线/双线、电气化/非电气化铁路、各种闭塞区段，以及各种速度列车运行区段，通过铺设在铁路沿线监测车辆的运行，而根据铺设环境和监测要求的不同，本实用新型中同一根光纤引线101上的光纤光栅压力传感器102及光纤光栅温度传感器103串接时的排布方式可采用单栅、多栅以及光栅阵列。

在铁路沿线钢轨、路基等部位紧贴敷设光纤传感线缆，通过将光纤传感线缆两端的光纤引线101通过光电缆连接外部的数据处理单元，实现将光纤传感线缆实时监测到的车辆信息发送至外部数据处理单元。一个测量点设置一个光纤光栅传感器组，用于检测一个测量点的列车通过信息，相邻两个测量点之间距离按照7m～10m的测试要求设置，或者根据实际测量需要进行设置调整。

当外界温度变化传递至光纤光栅温度传感器103，或者当列车经过，有应力传递至光纤光栅压力传感器102后，光纤光栅温度传感器103或光纤光栅压力传感器102的光栅间隔发生变化，线芯内反射或者透射波长也会发生变化，通过测量波长的变化从而能够监测外部的温度变化或者应力变化，并将监测到的信息传递至外部数据处理单元，在进行进一步分析应变大小以及变化周期后，同时能够区分列车的重量、种类、车厢数量、运行状态等信息，进而实现列车的车辆信息的实时监控。

光纤光栅温度传感器103可以用来采集温度信息，而且通过将同一光纤光栅传感器组中的光纤光栅压力传感器102采集来的压力信号与光纤光栅温度传感器103采集来的信温度号进行比较分析，能够去除压力分析中的温度影响，从而保证得到更为精确的压力测量监测结果，保证了统计数据的准确性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。