[发明专利]一种预置光纤传感器的全缠绕式气瓶及其制造方法

说明书

本发明公开了一种预置光纤传感器的全缠绕式气瓶及其制造方法，包括内胆和瓶阀座，内胆上设置有瓶阀座，内胆及瓶阀座外连续缠绕有一层或多层浸渍纤维增强层，浸渍纤维增强层外连续缠绕有一层或多层用于温度检测的光纤传感器，一层或多层浸渍纤维增强层及光纤传感器整体固化成型，光纤传感器两端设置预留接头，预留接头末端连接有信号线接口，预留接头外罩有一层接头连接保护套，接头连接保护套与内胆和瓶阀座固定连接。本发明通过一根预置于气瓶缠绕层的光纤传感器，实现对整个气瓶表面的温度监测。同时设置有连通预留接头的信号线接口，一体注塑有接头连接保护套，方便连接信号发射和处理单元，同时保护好预留接头和信号线接口。

技术领域

本发明涉及压力气瓶技术领域，尤其涉及一种预置光纤传感器的全缠绕式气瓶及其制造方法。

背景技术

压力气瓶作为一种重要的存储容器，广泛地应用于能源、交通、医疗、市政、工业等各行各业。鉴于其高压力所具有的危险性，及其存储介质所具有的有毒、有害、易燃易爆等特性，其安全性一直是考核气瓶品质的第一指标。

常用的气瓶通过型式试验和年检年审来保障其安全性，在一些高安全性要求的应用场合（例如车载气瓶），可能会设置一些气体浓度传感器或防泄漏装置来探测泄漏气体浓度并给予处置，这些装置大多数需要一个气体捕集罩（例如CN112393820A）或者一个额外的密封装置（例如CN108679437A、CN111174100A、CN111156420A、CN111156414、CN111174101B、CN111153061A、CN111156423B、CN111156424A、CN111174103B、CN112216852A）来收集泄漏气体并将其引导到气体浓度传感器或防泄漏装置，由此造成使用空间上的浪费。

分布式光纤传感器具有体积小，全分布，能耗低，抗干扰，耐腐蚀，耐温宽，本质安全，长期稳定的特点，非常适合危险、恶劣环境场合的传感监测，目前已应用于压力管道、油气储罐、隧道等场合的传感监测。

当前分布式光纤传感器的安装通常在监测对象安装施工完成后进行，安装方式主要是粘接、悬挂，存在粘接不牢、传感效果差、意外损伤的可能性。且现有的分布式光纤传感器缠绕后两端预留接头，比较散乱，使用时在施工场地接线不便，且预留接头的线头裸露也容易遭受污染和损坏。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明设计了一种预置光纤传感器的全缠绕式气瓶及其制造方法。

本发明采用如下技术方案：

一种预置光纤传感器的全缠绕式气瓶，包括内胆和瓶阀座，内胆上设置有瓶阀座，内胆及瓶阀座外连续缠绕有一层或多层浸渍纤维增强层，浸渍纤维增强层外连续缠绕有一层或多层用于温度检测的光纤传感器，一层或多层浸渍纤维增强层及光纤传感器整体固化成型，光纤传感器两端设置预留接头，预留接头末端连接有信号线接口，预留接头外罩有一层接头连接保护套，接头连接保护套与内胆和瓶阀座固定连接，信号线接口露出在接头连接保护套外，用于连接信号发射和处理单元。浸渍增强纤维和光纤传感器缠绕完成后，气瓶整体进烘箱固化，使内胆、增强纤维、光纤传感器固化成一个整体，既有利于保护光纤不受损伤，也有利于温度传导。

作为优选，所述浸渍纤维增强层每层包括浸渍纤维螺旋向缠绕层和浸渍纤维环向缠绕层，浸渍纤维螺旋向缠绕层由浸渍增强纤维螺旋向缠绕于内胆和瓶阀座外表面，并布满整个内胆和瓶阀座外表面形成，浸渍纤维环向缠绕层由浸渍增强纤维环向缠绕于内胆和瓶阀座外表面，并布满整个内胆和瓶阀座外表面形成。浸渍纤维可优选碳纤维。