[发明专利]一种耐航空环境的分布式光纤火警探测器

说明书

本发明公开了一种耐航空环境的分布式光纤火警探测器，探测器由光纤接头、三层铠装管、传感光纤线体组成；传感光纤线体由普通光纤和光栅光纤组成，光栅光纤与普通光纤之间始终保持松弛；光栅光纤上分布有若干用于测温的光栅；三层铠装管由第一耐高温金属管、管套、第二耐高温金属管组成，管套套装在第二耐高温金属管外围，第二耐高温金属管装入第一耐高温金属管内；传感光纤线体置于三层铠装管内，两端密封；其中一端设置有光纤接头。本发明解决了目前光栅光纤在裸露情况下极脆，易折断，不耐高温导致无法在航空火警探测领域应用的问题。

技术领域

本发明涉及航空防火系统，属于防火系统、温度探测领域。具体涉及一种应用于航空火警探测的光栅光纤温度探测器。

背景技术

飞机防火系统中探测器原理较多，如双金属原理、热电偶原理、离子原理、热敏电阻原理、气动原理等，这些均为传统的电类探测器，这些探测器布局数量多，自身重量与导线重量大，并且由于飞机复杂恶劣的应用环境，以及只能实现阈值报警，不能实时在线监测温度及变化趋势，导致这些探测器虚警率高，其故障原因也是复杂多样，如双金属原理探测器易受湿热影响、离子原理探测器易受湿热和油污影响、热电偶原理探测系统易受电磁脉冲影响、热敏电阻与气动式探测器耐振动能力差等，另外只要是电类探测器，均在不同程度存在电磁干扰的问题。

基于光栅光纤技术的火警探测器应用于航空火警探测领域，一方面通过在一条光纤上刻制数个光栅，实现分布式温度测量，并且能实时在线监控温度变化趋势，另一方面，由于是光信号传输，避免了电类传感器固有的电磁干扰问题，同时对油、气体等不敏感，能够避免绝缘问题造成的虚警。

由于光栅光纤本身很细(约0.25mm)，并且是SiO2材料为主体，结构强度差，容易折断，因此该光栅光纤火警探测器，采用三层金属铠装保护结构、光纤松弛结构设计及接口焊接工艺，既提高了光栅光纤耐航空环境能力，同时光纤的松弛结构也保证了温度升高时，光纤不受外界应力影响，避免了光栅光纤存在的温度-应力交叉敏感的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种应用于航空防火领域的火警探测器，在航空防火系统中引入光栅光纤温度传感技术，并采用三层铠装管对光纤本身保护，传感光纤长度略大于补偿光纤长度，保持光纤的松弛，两端采用焊接工艺，保证结构强度和密封性。解决了目前光栅光纤在裸露情况下极脆，易折断，不耐高温导致无法在航空火警探测领域应用的问题。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种耐航空环境的分布式光纤火警探测器，所述探测器由光纤接头、三层铠装管、传感光纤线体组成；所述传感光纤线体由普通光纤和光栅光纤组成，所述光栅光纤与普通光纤之间始终保持松弛；所述光栅光纤上分布有若干用于测温的光栅；所述三层铠装管由第一耐高温金属管、管套、第二耐高温金属管组成，所述管套套装在第二耐高温金属管外围，第二耐高温金属管装入第一耐高温金属管内；所述传感光纤线体置于三层铠装管内，两端密封；其中一端设置有光纤接头。

优选的，所述三层铠装管由内至外依次为不锈钢管、绕包钢带、合金管；绕包钢带与合金管之间有间隙设计。

优选的，所述光栅光纤通过深紫外辐照或飞秒刻制在纤芯上制备出折射率周期性变化的用于测温的光栅结构。

优选的，所述传感光纤线体由两根同材质的聚酰亚胺涂覆层光栅光纤与普通光纤组成。

优选的，所述光栅光纤通过耐高温胶点胶粘贴于普通光纤上，光栅光纤在温度变化时始终能处于松弛状态。

优选的，所述光栅光纤与普通光纤采用松弛度设计，补偿光纤长度为L1,传感光纤为L2，为了让光栅光纤始终在温度变化时始终能处于松弛状态，进行松弛度设计，根据热膨胀计算公式：

ΔL＝α*L*ΔT

其中为α热膨胀系数，L为光纤总长度，ΔT为温度变化，ΔL为两光纤之间的长度差值。