[发明专利]一种加强型含光纤光栅的传感光缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种加强型含光纤光栅的传感光缆，更具体的说是一种利用多个光纤光栅的变化来监测较大范围的受力情况的传感光缆。

背景技术

现有的光纤传感器种类很多了，包括光纤光栅传感器、光纤干涉传感器、光纤微弯传感器等多种类型，其特点是传感灵敏度高，设备复杂，使用、运行成本高，使其的应用推广受到了很大的限制，特别是其较高的灵敏度，会响应使用中各种环境条件的改变，如光纤干涉传感器，其灵敏度很高，但应用于实际条件下后，发现温度、气压、振动等环境因素均对其有影响，不得不采取多种措施来防止和剔除这些因素的影响，使仪器设备趋于复杂，运行使用成本提高，且上述传感器在应用于分布式传感器时有一定的困难，实际应用很困难；另一方面，现实生活中有的地方并不需要特别精密的设备，如我们需要了解应力是否达到设定的力值等情况下，上述设备就显得大材小用了。

本发明是提供一种加强型含光纤光栅的传感光缆，该传感光缆仅需要与普通的光源、光功率计或光时域反射计结合，就能组成实用的成本较低的光纤传感系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加强型含光纤光栅的传感光缆，使利用该传感光缆的光纤传感器既具有较低的建立和运行成本，又能减少环境因素的影响。

为实现本发明的目的，本发明揭示的一种加强型含光纤光栅的传感光缆，其特征在于，在光纤上分布有光纤光栅，光纤光栅与光纤具有基本相同的外径，光缆的加强件是芳纶纤维增强塑料棒，光纤和光纤光栅粘附在芳纶纤维增强塑料棒上，最外边是光缆护层。本发明的另一面是，沿芳纶纤维增强塑料棒的纵向上有一道凹槽，光纤和光纤光栅粘附在凹槽内。本发明的还有一面是在外护层内是一层金属的铠装层。还有是芳纶纤维增强塑料棒与光纤和光纤光栅是用环氧树脂粘结在一起的。芳纶具有负的线热膨胀系数，所以该光缆具有较低的线热膨胀系数，使该光缆在用于监测应力时排除温度的影响。

应该理解，前面的概述和下面的详述都是示范性的，而不是对本发明的限制。

附图说明：

图1是根据本发明的实施例的横截面示意图。

图中：1-光纤或光纤光栅，2-芳纶纤维增强塑料棒，3-粘结层，4-凹槽，5-铠装层，6-外护层。

具体实施方式

图1是根据本发明的一个实施例的横截面示意图。光纤或光纤光栅1通过粘结层3在芳纶纤维增强塑料棒2的凹槽4中，然后是铠装层5和外护层6。

常用的外护层的材料是PVC或聚乙烯，其线热膨胀系数为(1-2.5)×10^-4，铠装层一般是铝带层或钢带层，由于其较薄，一般为0.15mm厚，主要是提高光缆的侧向强度，对光缆纵向的线热膨胀系数影响较小，而芳纶纤维的线热膨胀系数为-2×10^-6，适当增加芳纶纤维的用量，使芳纶纤维增强塑料棒的线热膨胀系数较小，甚至接近于0，就可以使该整个传感光缆具有较低的线热膨胀系数，使该光缆在监测应力时，不考虑温度的影响，降低光纤传感系统的成本，又由于光缆的加强件已成为芳纶纤维增强塑料棒，其具有一定的韧性和刚性，从而提高了光缆的整体结构的强度，加强了对光纤和光纤光栅的保护。

从上述介绍可看出，本发明是一种用于可监测应力的加强型传感光缆，其结构简单实用，周围环境的温度其基本无影响，抗环境干扰能力强，提高了光缆的整体强度，运行及使用成本低，适合于推广和使用。

当然，本发明并不限于前面所介绍的实施方式，我们可以将整个装置用另一种等价装置代替，而不超出本发明的范围。