專利名稱：雙通道布里淵光纖光纜傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙通道布里淵光纖光纜傳感器，涉及該傳感器的制造方法及其 在長距離溫度和壓力監測上的用途，屬于光纖傳導及傳感器技術領域。
背景技術：
針對重大工程和基礎設施的健康監測和診斷是一項貫穿整個工程生命周期的技 術，從工程施工、運營管理一直到拆除都需要進行監測。所謂健康監測就是指利用現場 的、無損的監測方式獲得結構內部信息，分析包括結構在內的各種特征，以便了解結構 因損傷或者退化造成的改變。結構健康監測的基礎是傳感單元，目前常用的傳感元件限 于監測距離、耐久性、精度等問題，已經成為阻礙健康監測發展的瓶頸。光纖傳導技術 具有敏感元件小、高耐久、絕對測量及分布式監測等特點，在傳感領域和實際工程監測 中起著越來越重要的作用，有逐步取代電子類傳感器，成為健康監測首選技術的趨勢。目前應用最廣的光纖傳感技術是光纖Bragg光柵技術，其應變和溫度傳感性能已 成熟，但限于其結構和量程，對較大面積和較長距離的監測等特殊的監測要求仍不能滿 足，如分布式監測液體的溫度和壓力、土層的溫度和壓力等。光纖布里淵光時域分析技 術作為新興的分布式監測系統，彌補了光纖光柵傳感器的不足，成為光纖傳感發展的方 向。此技術目前已有應變監測方面的應用，還沒有溫度和壓力同時監測方面的應用，是 因為布里淵頻移是溫度和壓力同時作用產生，其他布里淵光纖光纜傳感器無法解決交叉 敏感問題。本發明得到的雙通道布里淵光纖光纜傳感器，能夠同時監測溫度和壓力，可以 應用于油井、礦井、隧道、大壩、橋梁、公路、電纜等長距離、大范圍的監測，具有廣 泛的應用前景。
發明內容
本發明的目的在于提供雙通道布里淵光纖光纜傳感器，得到的雙通道布里淵光 纖光纜傳感器能夠同時監測溫度和壓力。本發明提供的技術方案是兩根并行光纖，一根為緊套光纖，一根為松套光 纖，緊套光纖用于測壓力，松套光纖用于測溫度；兩根光纖中間夾著一根加強絲，外裹 高分子材料(纖維增強樹脂GFRP)，組成截面為方形的光纜(8mmX4mm)，見說明書附 圖1本發明所述的光纖為布里淵光纖，為特種光纖，光纖中加入特殊的布里淵散射 增敏劑(含光增敏稀有金屬元素)，增加了光通透性，加強了布里淵散射的靈敏度。本發明所述的加強絲可以是但不僅是鋼絲、合金絲等。本發明所述的高分子材料可以是但不僅是高分子塑料、橡膠等。本發明提供的雙通道布里淵光纖光纜傳感器能夠布置在油井、礦井、隧道、大 壩、橋梁、公路、電纜上，實現分布式溫度和壓力的實時在線監測。
附圖1雙通道布里淵光纖光纜傳感器截面圖
具體實施例方式實施案例1在光纖生產機上，給芯徑為50 y m的布里淵光纖上套，將外徑為250 u m的紫外 光固化一次涂覆特殊的布里淵散射增敏劑光纖與油膏同時加入到高模量塑料制成的松套 管中，光纖在套管內可以移動。用外徑為250 ym的紫外光固化一次涂覆特殊的布里淵散 射增敏劑光纖直接緊套一層材料制成900i!m緊套光纖。其中，上緊套的布里淵光纖稱為 緊套布里淵光纖，用于監測壓力；上松套的布里淵光纖稱為松套布里淵光纖，用于監測 溫度。實施案例2在光纜生產機上，取緊套布里淵光纖和松套布里淵光纖各一根，相距3mm，中 間放置直徑為1mm的合金絲，包裹材料為高分子塑料，按光纜(8mmX4mm)進行生產， 獲得(8mm X 4mm)的雙通道布里淵光纖光纜。實施案例3在光纜生產機上，取緊套布里淵光纖和松套布里淵光纖各一根，相距3.5mm， 中間放置直徑為1.5mm的合金絲，包裹材料為高分子塑料，按光纜(8mmX4mm)進行生 產，獲得(8mm X 4mm)的雙通道布里淵光纖光纜。雙通道布里淵光纖光纜的有關特性研究1、基本參數1.1光纖芯徑直徑50 ii m1.2 光纜直徑(8mm X 4mm)1.3 色散系數(1288nm) 0 3.5ps/nm km1.4 衰減(1550nm) 0.1 0.3dB/km1.5光纜截止波長1260nm1.6 零色散波長1300 1324nm1.7 零色散斜率0.092ps/km nm22、抗拉強度分析在10噸拉力機上做強度拉力實驗，得到該光釬抗拉強度為700Mpa，滿足實際應 用的要求。3、溫度監測分析在200°C恒溫箱中從30°C (室溫度以上)到100°C起每隔5°C保溫1小時測得16 組數據，通過擬合，得到溫度系數0.0019GHZ/°C，線性度0.9956，見表1表1溫度和頻移相關數據
權利要求
1.雙通道布里淵光纖光纜傳感器，能夠同時監測溫度和壓力。它的構成是兩根并 行布里淵光纖，一根為緊套光纖，一根為松套光纖，緊套光纖用于測壓力，松套光纖用 于測溫度；兩根光纖中間夾著一根加強絲，外裹高分子材料(纖維增強樹脂GFRP)，組 成截面為方形的光纜(8mmX4mm)。
2.權利要求1所述布里淵光纖，為特種光纖，光纖中加入特殊的布里淵散射增敏劑 (含光增敏稀有金屬元素)，增加了光通透性，加強了布里淵散射的靈敏度。
3.權利要求1所述布里淵光纖數量可以是但不僅是兩根，最少為兩根，可增加數量不限。
4.權利要求1所述加強絲可以是但不僅是鋼絲、合金絲等。
5.權利要求1所述高分子材料可以是但不僅是纖維增強樹脂GFRP、高分子塑料、橡膠等。
6.權利要求1所述截面可以是但不僅是方形(8mmX4mm)，其他形狀和尺寸也在權 利要求范圍內。
7.權利要求1所述雙通道布里淵光纖光纜傳感器，能夠同時監測溫度和壓力。
8.權利要求1所述雙通道布里淵光纖光纜傳感器能夠布置在油井、礦井、隧道、大 壩、橋梁、公路、電纜上，實現分布式溫度和壓力的實時在線監測。
全文摘要
本發明提供了一種雙通道布里淵光纖光纜傳感器，能夠同時監測溫度和壓力。它的構成是兩根并行布里淵光纖，一根為緊套光纖，一根為松套光纖，緊套光纖用于測壓力，松套光纖用于測溫度；兩根光纖中間夾著一根加強絲，外裹高分子材料(纖維增強樹脂GFRP)，組成截面為方形的光纜(8mm×4mm)。能夠布置在油井、礦井、隧道、大壩、橋梁、公路、電纜上，實現分布式溫度和壓力的實時在線監測。
文檔編號G01L1/24GK102023061SQ20101051881
公開日2011年4月20日 申請日期2010年10月22日 優先權日2010年10月22日
發明者林茂 申請人:林茂