一种光纤横向应力探测器的制作方法

[0001]
本发明属于光纤传感领域，更具体地，涉及一种光纤横向应力探测器。


背景技术：

[0002]
救援环境监测是安全监测中的一项重要工作，具有规模大、抢险救援环境差异大、实时动态监测等特点，因此，常规的一些点式监测手段已不能满足要求。光学时域反射技术是一项新型的光电传感监测技术，光时域反射计通过被测光纤中产生的背向瑞利散射信号来工作的，因此，光时域反射计可以对光线的横向应力产生反应，进而可以测量光纤由于弯曲而产生的损耗。
[0003]
现有技术中，通常采用光纤直接埋设的方法安装光纤，光纤需要很大的横向应力及位移才能产生明显可见的损耗，因此，在实际监测环境中存在对横向应力变化反应不灵敏和不及时的问题。
[0004]
因此，期待发明一种光纤横向应力探测器，能够有效解决通过埋设光纤的方式使光纤对横向应力变化反应不灵敏和不及时的问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的是提供一种光纤横向应力探测器，以解决现有技术中通过埋设光纤的方式使光纤对横向应力变化反应不灵敏和不及时的问题。
[0006]
为了实现上述目的，本发明提供一种光纤横向应力探测器，包括从上到下依次连接的多个组装单元；
[0007]
所述组装单元为圆柱形，上表面设有凹槽，下表面设有凸起部，相邻的所述组装单元的所述凸起部与所述凹槽相互配合；所述组装单元的外周设有多个纵向槽口，所述纵向槽口用于安装光纤。
[0008]
可选地，所述组装单元的中心设有通孔；
[0009]
所述光纤横向应力探测器还包括连接器，所述连接器的长度大于所述多个组装单元的总高度，且所述连接器能够插设于所述组装单元的所述通孔内，以连接所述多个组装单元。
[0010]
可选地，所述连接器为管状；
[0011]
所述光纤横向应力探测器还包括准直安装杆，所述准直安装杆的长度大于所述连接器的长度，且所述准直安装杆能够插设于所述连接器内。
[0012]
可选地，所述组装单元的凹槽相对于所述凸起部平行设置或垂直设置。
[0013]
可选地，相邻的两个所述组装单元中，一个所述组装单元的凹槽相对于其凸起部为平行设置，另一个所述组装单元的凹槽相对于其凸起部为垂直设置。
[0014]
可选地，还包括保护帽，所述保护帽设于所述依次连接的多个组装单元的一端。
[0015]
可选地，所述保护帽为软胶保护帽。
[0016]
可选地，所述连接器为弹性连接器。
[0017]
可选地，所述凹槽和所述凸起部均为条状，且通过所述组装单元的圆心沿径向方向设置。
[0018]
可选地，所述多个组装单元的纵向槽口在组装后相互对齐，形成从上到下贯通的通槽，用于安装光纤。
[0019]
本发明的有益效果在于：
[0020]
在组装单元组装过程中，一个组装单元的凸起部与另一个组装单元的凹槽相配合，依次组装形成探测器整体结构，组装单元的外周设有多个纵向槽口，组装好的探测器整体结构的外侧会形成贯通的纵向槽口以安装测试光纤，当对外界环境进行监测时，可将探测器插入需要监测横向应力的孔中，当监测环境产生横向应力时，光纤横向应力探测器由于滑动能够产生明显的高时效形变，有效解决了通过埋设光纤的方式使光纤对横向应力变化反应不灵敏和不及时的问题。同时，杆状的探测器方便安装。
[0021]
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0022]
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0023]
图1示出了根据本发明的一个实施例的光纤横向应力探测器的结构示意图。
[0024]
图2示出了根据本发明的一个实施例的光纤横向应力探测器的组装单元的仰视图。
[0025]
图3示出了根据本发明的一个实施例的光纤横向应力探测器的组装单元的凹槽相对于其凸起部为平行设置的侧视图。
[0026]
图4示出了根据本发明的一个实施例的光纤横向应力探测器的组装单元的凹槽相对于其凸起部为平行设置的结构示意图。
[0027]
图5示出了根据本发明的一个实施例的光纤横向应力探测器的组装单元的凹槽相对于其凸起部为垂直设置的侧视图。
[0028]
图6示出了根据本发明的一个实施例的光纤横向应力探测器的组装单元的凹槽相对于其凸起部为垂直设置的结构示意图。
[0029]
1、组装单元；11、凹槽；12、凸起部；13、纵向槽口；14通孔；2、连接器；3、准直安装杆；4、保护帽
具体实施方式
[0030]
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0031]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0032]
根据本发明的一种光纤横向应力探测器，包括从上到下依次连接的多个组装单元；
[0033]
组装单元为圆柱形，上表面设有凹槽，下表面设有凸起部，相邻的组装单元的凸起部与凹槽相互配合；组装单元的外周设有多个纵向槽口，纵向槽口用于安装光纤。
[0034]
具体地，在组装单元组装过程中，一个组装单元的凸起部与另一个组装单元的凹槽相配合，依次组装形成探测器整体结构，组装单元的外周设有多个纵向槽口，组装好的探测器整体结构的外侧形成贯通的纵向槽口以安装测试光纤，当对外界环境进行监测时，可将探测器插入需要监测横向应力的孔中，当监测环境产生动荡时，会产生横向的应力，光纤横向应力探测器能够高精度和高时效的产生形变，有效解决了通过埋设光纤的方式使光纤对横向应力变化反应不灵敏和不及时的问题。
[0035]
在一个示例中，组装单元的中心设有通孔；
[0036]
光纤横向应力探测器还包括连接器，连接器的长度大于多个组装单元的总高度，且连接器能够插设于组装单元的通孔内，以连接多个组装单元；
[0037]
连接器为弹性连接器。
[0038]
具体地，连接器为中空的具有一定弹性的直杆，通过组装单元的通孔将所有组装单元组装成一个整体，连接器用于组装单元在安装之后的保形及灵敏度控制；
[0039]
进一步地，组装单元的数量可以根据实际情况灵活选择，根据探测器需要的长度可以通过选择不同数量的组装单元组装形成。
[0040]
在一个示例中，连接器为管状；
[0041]
光纤横向应力探测器还包括准直安装杆，准直安装杆的长度大于连接器的长度，且准直安装杆能够插设于连接器内。
[0042]
具体地，准直安装杆在组装单元安装前置于连接器中，准直安装杆可以提供安装探测器过程中探测器的整体刚性；在其他实施方式中，组装单元还可以具有双孔结构，准直安装杆和连接器可分别安装在不同的孔中，在这种情况下连接器不做成管状结构，该结构可以保持光纤横向应力探测器在安装过程中不发生明显的弯曲。
[0043]
在一个示例中，组装单元的凹槽相对于凸起部平行设置或垂直设置；
[0044]
相邻的两个组装单元中，一个组装单元的凹槽相对于其凸起部为平行设置，另一组装单元的凹槽相对于其凸起部为垂直设置。
[0045]
具体地，在实际安装过程中，一个组装单元的凸起部插设于与其相邻的组装单元的凹槽中，拼接后，凸起部可在凹槽内沿轴向产生相对滑动，可能会因为应力的方向与滑动方向不同进而影响探测器的灵敏度，因此，相邻的两个组装单元中，一个组装单元的凹槽相对于其凸起部为平行设置，另一组装单元的凹槽相对于其凸起部为垂直设置，这种设置方式可以有效避免因应力方向与滑动方向的差异影响探测器的灵敏度。
[0046]
在一个示例中，还包括保护帽，保护帽设于依次连接的多个组装单元的一端。
[0047]
具体地，保护帽设于依次连接的多个组装单元的一端，在实际安装过程中，保护帽向下插入孔洞，保护帽的使用有助于减少探测器头部弯曲对光纤产生的过分压迫而造成的光损失，并且也可以防止探测器插入安装孔时而造成的探测光纤损伤。
[0048]
在一个示例中，凹槽和凸起部均为条状，且通过组装单元的圆心沿径向方向设置。
[0049]
具体地，凹槽和凸起部均为条状，且通过组装单元的圆心沿径向方向设置，这种结构设计使组装单元的安装更加方便，安装时可直接将一个组装单元的凸起部插入相邻组装单元的凹槽内，操作简单便捷，有效节省人力成本。
[0050]
在一个示例中，多个组装单元的纵向槽口在组装之后相互对齐，形成从上到下贯通的通槽，用于安装光纤。
[0051]
具体地，探测器侧向形成上下贯通的纵向槽口，将检测光纤安装于纵向槽口内，可以采用粘接或封条的方式固定。这种光线布线方式比光纤缠绕方式的横向应力要灵敏得的多。
[0052]
进一步地，每个组装单元优选为平均设置的四个纵向槽口。
[0053]
实施例
[0054]
如图1和2所示，根据本实用新的一种光纤横向应力探测器，包括从上到下依次连接的多个组装单元1；组装单元1为圆柱形，上表面设有凹槽11，图中给出的凹槽为相互垂直的两个，下表面设有凸起部12，相邻的组装单元1的凸起部12与凹槽11相互配合；组装单元1的外周设有多个纵向槽口13，多个组装单元1的纵向槽口13相互对齐，形成从上到下贯通的通槽，纵向槽口13用于安装光纤。组装单元的中心设有通孔14。光纤横向应力探测器还包括连接器2，连接器2的长度大于多个组装单元1的总高度，且连接器2能够插设于组装单元1的通孔14内，以连接多个组装单元1；连接器2为管状。光纤横向应力探测器还包括准直安装杆3，准直安装杆3的长度大于连接器2的长度，且准直安装杆3能够插设于连接器2内。光纤横向应力探测器还包括保护帽4，保护帽4设于依次连接的多个组装单元1的一端。
[0055]
如图3至6所示，组装单元1的凹槽11存在两组，相对于凸起部12平行设置与垂直设置，便于组装单元的统一化；相邻的两个组装单元1中，一个组装单元1的凹槽11相对于其凸起部12为平行设置，另一组装单元1的凹槽11相对于其凸起部12为垂直设置。凹槽11和凸起部12均为条状，且通过组装单元1的圆心沿径向方向设置。
[0056]
综上所述，在组装单元组装过程中，一个组装单元的凸起部与另一个组装单元的凹槽相配合，依次组装形成探测器整体结构，组装单元的外周设有多个纵向槽口，探测器整体结构的外侧形成贯通的纵向槽口以安装测试光纤。
[0057]
在安装过程中，在需要监测横向应力变化的区域打一安装孔洞，直径略大于传感探测器，传感器整体连同准直安装杆一同插入到需要监测横向应力变化的安装孔洞中，借助准直安装杆的钢性，使传感器为一整体进入安装孔洞；将稀释的细灰浆灌入孔洞填补多余的空间，然后拔出准直安装杆，将探测器接入光纤网络，利用otdr进行监测即可。
[0058]
当监测环境产生动荡时，光纤横向应力探测器能够高精度和高时效的产生形变，有效解决了通过埋设光纤的方式使光纤对横向应力变化反应不灵敏和不及时的问题。
[0059]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。