一种基于光纤光栅阵列的温度传感光缆的制作方法

：本技术涉及光纤光缆，具体讲是一种基于光纤光栅阵列的温度传感光缆。

背景技术

0、背景技术：

1、随着光纤技术的不断发展，光纤光栅传感器因其精度高、本征安全、抗电磁干扰等优势获得了大量的监测应用。同时因其点式传感的局限性，发展了光纤光栅阵列传感技术，该技术刻蚀大量的光纤光栅于一根光纤上，实现了准分布式光纤传感监测，该技术应国家水利工程现代化的发展战略，大量应用于管道泄漏、大型建筑结构监测等方面。

2、基于光纤光栅阵列的光纤测温传感光缆不仅可以将整根光缆作为温度传感器，还可将其作为信号传输介质。通过布设光缆于被监测结构的不同位置，可获得结构的温度场，实现结构的生命周期管理及未来结构模型的预测。

3、传统测温光缆将光纤封装于不锈钢螺旋管内，再在不锈钢螺旋管外用凯夫拉保护，最外面用聚乙烯护套保护。但是光纤光栅阵列易受到应力影响，传统的测温光缆在户外监测温度时，会因外界应力影响而导致测温结果产生误差；同时为保证光缆强度，采用高强度材料包裹保护，易影响光缆的温度响应时间，导致温度监测预警的滞后；而且无法实现光纤光栅阵列中光栅传感点位的定位。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，该基于光纤光栅阵列的温度传感光缆温度响应速率快，实时性高；可隔绝外界应力影响，并可实现光栅定位。

2、本实用新型的技术解决方案是，提供一种基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，包括光纤光栅阵列、空心管及护套，光纤光栅阵列长度长于空心管的长度并成螺旋状封装于空心管内部，光纤光栅阵列的两端分别与空心管的两端齐平，空心管内还填充有导热材料，光纤光栅阵列沿长度方向均匀间隔分布若干光栅并根据各光栅的点位在对应空心管上开设孔位，空心管外包裹有芳纶纤维，护套套设在空心管外，其中，空心管为金属管，护套为防紫外线护套。

3、本实用新型中，将光纤的光栅间隔为1米的光纤光栅阵列成螺旋状封装于空心管内部，1千米的光缆均匀封装1005米的光纤光栅阵列，每千米光纤光栅阵列冗余量为5米，从而隔绝了外界应力对光缆内部光纤光栅阵列的影响。其中，光纤光栅阵列是指刻蚀数个光栅至一根光纤上，每个光栅为一个传感点，光栅之间具有一定间距。

4、并且，光纤光栅阵列各个光栅间距相等，为1米。对应的，空心管上相邻的两个孔位在空心管两侧交错设置，其间距为0.995米。

5、作为优选，空心管采用导热性能良好的金属如不锈钢为原材料进行加工，保证了温度的快速响应。

6、作为优选，根据光纤光栅阵列封装比例，空心管上下两侧交错打孔，间隔为0.995米，同时将第一个光栅点位对准第一个孔位，不仅增加了温度响应速率，还实现了阵列中光纤光栅的点位定位。

7、作为优选，空心管内部填充导热材料如导热硅脂，帮助温度传导，降低了温度响应时间。

8、作为优选，空心管外侧用四股芳纶纤维包裹，提高了光缆强度，抗拉抗压能力可达到400n。

9、作为优选，护套为聚氯乙烯护套，最外侧护套采用防紫外线材料，适合户外长期监测使用，防紫外线材料可采用聚氯乙烯。

10、采用以上方案后与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

11、1、温度响应速率快，实时性高：空心管两侧按对应的光栅的间隔打孔，且内部填充导热材料，降低了因光缆封装结构导致的温度传导滞后性，提高温度响应速率，实现实时监测；

12、2、隔绝外界应力影响：光纤光栅阵列成螺旋状封装，每千米光缆有5米的光纤光栅阵列(刻蚀光栅的光纤)冗余量，保证了光缆不受外界应力影响；

13、3、实现光栅定位：根据光纤光栅阵列冗余量比例，空心管两侧孔位间隔为0.995米，第一个光栅点位对准第一个孔位，可实现光纤光栅阵列的点位定位；

14、4、光缆强度高，抗拉能力强：采用芳纶纤维和防紫外线护套作为保护结构，适用于户外大型建筑结构长期监测。

技术特征：

1.一种基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，其特征在于：包括光纤光栅阵列、空心管及护套，光纤光栅阵列长度长于空心管的长度并成螺旋状封装于空心管内部，光纤光栅阵列的两端分别与空心管的两端齐平，空心管内还填充有导热材料，光纤光栅阵列沿长度方向均匀间隔分布若干光栅并根据各光栅的点位在对应空心管上开设孔位，空心管外包裹有芳纶纤维，护套套设在空心管外，其中，空心管为金属管，护套为防紫外线护套。

2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，其特征在于：相邻的孔位在空心管两侧交错设置。

3.根据权利要求2所述的基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，其特征在于：相邻光栅间隔为1米，相邻孔位沿光缆长度方向的间距为0.995米。

4.根据权利要求1所述的基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，其特征在于：每千米光缆中，光纤光栅阵列的长度为1005米，空心管的长度为1000米。

5.根据权利要求1所述的基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，其特征在于：各光栅的点位与对应空心管上开设的孔位一一对准。

6.根据权利要求1所述的基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，其特征在于：空心管外侧用芳纶纤维缠绕包裹，抗拉抗压能力达到400n。

7.根据权利要求1所述的基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，其特征在于：金属管为不锈钢管。

8.根据权利要求1所述的基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，其特征在于：护套为聚氯乙烯护套。

9.根据权利要求1所述的基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，其特征在于：导热材料为导热硅脂。

技术总结本技术涉及一种基于光纤光栅阵列的温度传感光缆，包括光纤光栅阵列、空心管及护套，光纤光栅阵列成螺旋状封装于空心管内部，空心管内还填充有导热材料，光纤光栅阵列沿长度方向均匀间隔分布若干光栅并根据各光栅的点位在对应空心管上开设孔位，空心管外以缠绕方式包裹有芳纶纤维，护套套设在空心管外。该基于光纤光栅阵列的温度传感光缆温度响应速率快，实时性高；可隔绝外界应力影响，并可实现光栅定位。技术研发人员：章奕,孙樟鹏,何杰逊,何少灵,冯亚非,王磊,陆灿幸受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一五研究所技术研发日：20240331技术公布日：2024/12/12