一种光纤光栅温度应变混合光缆.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109239840A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201811185773.6(22)申请日2018.10.11(71)申请人三峡大学地址443002湖北省宜昌市西陵区大学路8号(72)发明人罗志会张宇程文胜刘敏潘礼庆(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人吴思高(51)Int.Cl.G02B6/02(2006.01)G02B6/44(2006.01)G01D21/02(2006.01)G01L1/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种光纤光栅温度应变混合光缆(57)摘要一种光纤光栅温度应变混合光缆，包括金属管和传感光纤；金属管的内壁设有固定点和掩埋区，传感光纤和金属管在固定点和掩埋区固定；掩埋区内有应变传感点，固定点之间有温度传感点；相邻固定点或固定点与掩埋区之间的光纤长度大于或等于金属管长度的101%。采用金属管作为加强件来保护光纤光栅不受损伤，灵活设置应变传感点和温度传感点。其中，变传感点与金属管粘接成为一体，可以监测金属管上的应变；温度传感点两端留有冗余；当金属管受力时，冗余可以抵消应变的影响，实现免应力的温度监测。与此同时，应变传感点受到的温度影响也可由相邻的温度传感点进行补偿。该光缆结构简单，不仅解决了温度应变的交叉影响，同时还实现了一根缆上的温度、应变的多参数测量，在光纤光栅传感领域具有重要的应用价值。CN109239840ACN109239840A权利要求书1/1页1.一种光纤光栅温度应变混合光缆，包括金属管(1)、传感光纤(2)，其特征在于：所述金属管(1)的内壁设有固定点(3)和掩埋区(4)，所述传感光纤(2)与金属管(1)在固定点(3)和掩埋区(4)固定；所述掩埋区(4)内有应变传感点(6)，相邻两个固定点(3)之间有温度传感点(5)。2.根据权利要求1所述一种光纤光栅温度应变混合光缆，其特征在于：相邻两个固定点(3)之间、或者相邻固定点(3)与掩埋区(4)之间的光纤长度，大于或等于金属管(1)长度的101％。3.根据权利要求1所述一种光纤光栅温度应变混合光缆，其特征在于：所述应变传感点(6)、或温度传感点(5)为弱光栅阵列。4.根据权利要求1所述一种光纤光栅温度应变混合光缆，其特征在于：所述金属管(1)采用不锈钢片卷曲成型，激光焊接而成。5.根据权利要求1所述一种光纤光栅温度应变混合光缆，其特征在于：所述传感光纤(2)的涂覆层为改性的聚丙烯酸酯，热膨胀系数为5.5×10-7/℃,厚度为20～30um。6.根据权利要求1所述一种光纤光栅温度应变混合光缆，其特征在于：所述掩埋区(4)的长度为30mm，厚度小于2mm，应变传感点(6)的预张力约为100uε。7.根据权利要求1所述一种光纤光栅温度应变混合光缆，其特征在于：所述固定点(3)、掩埋区(4)为紫外固化胶，相邻两个固定点(3)之间、或者相邻固定点(3)与掩埋区(4)之间的间距约为250mm。8.根据权利要求1所述一种光纤光栅温度应变混合光缆，其特征在于：当光缆受拉伸时，应变传感点(6)承受应力所产生的应变，温度传感点(5)不受应力的影响；当光缆受温度作用时，温度传感点(5)承受温度所产生的变化。9.一种光纤光栅的温度应变混合光缆的制作方法，其特征在于包括以下步骤：(1)、将不锈钢带按要求宽度剪切，使剪切出来的边口更利于激光焊接，并自动盘绕在轮盘上；(2)、剪切好的不锈钢带放置到自动成型台上，同时光纤放线装置将光纤光栅阵列牵引着放置在不锈钢带表面；(3)、利用在线余长控制装置进行非接触式测量检测光纤余长，并利用放线装置控制光纤的余长；(4)、检测不锈钢带的位置是否到达固定点，如到达，自动点胶装置点紫外固化胶，采用紫外光源照射固化；(5)、检测不锈钢带的位置是否到达掩埋区，如到达，辅助夹具使不锈钢带局部微弯，自动点胶装置在应变光栅及微弯不锈钢带的两端涂覆紫外固化胶，采用紫外光源照射区对紫外胶进行第一次预固化；(6)、当不锈钢带进入到成型装置处时，自动成型装置上的精密定位滚轮将薄壁金属带定位并成型，且当应变光栅粘接处的不锈钢带经过成型滚轮时，控制该处的紫外光源进行第二次完全固化；(7)、成型好的不锈钢金属管进入焊接处，成型台上的纵向焊管机激光头对成型后的不锈钢金属管进行在线连续焊接，焊接好的不锈钢管自动盘绕在绕线轮盘上。2CN109239840A说明书1/3页一种光纤光栅温度应变混合光缆技术领域[0001]本发明涉及光纤光栅传感领域，具体涉及一种光纤光栅温度应变混合光缆。背景技术[0002]光纤光栅传感器具有精度高、响应速度快和抗电磁干扰等一系列优点，低反射率光纤光栅(以下简称“弱光栅”)是对反射率低于1％光