[实用新型]一种竹节型准分布式光纤传感装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤传感装置，尤其是涉及一种基于光纤微弯损耗传感技术的竹节型准分布式光纤传感装置。

背景技术

在光纤传感技术中，微弯型光纤传感技术及结构是重要的一个研究方向，微弯型光纤传感器属于光强度调制传感器之一，也是相对于光波长调制、光相位调制等传感器来说成本最低的传感装置。最典型的微弯传感装置的结构是两块互相平行的锯齿板的变形齿之间夹持有信号光纤，外界物理量的变化使上下两块锯齿板上的变形齿之间的距离改变，使信号光纤的弯曲曲率变化，从而影响信号光纤中传输光信号功率的变化，通过与信号光纤连接的光源-光探测器可以获得该变化的信息，从而获知物理量的变化。但这样的微弯传感装置并不适合长距离使用，即使使用柔性锯齿板也存在问题，主要是在锯齿板弯曲时，布设于上下两个锯齿板上的变形齿之间的距离就会改变，从而影响到信号光纤的弯曲曲率，而这无法与待测物理量对信号光纤的弯曲曲率造成变化进行区分。在中国专利申请号200410073021.2中介绍了两种较长距离使用的微弯光纤传感结构，一种是缠绕式微弯光纤传感器，其采用多模光纤缠绕在一根钢丝绳索上，光纤传感区域的两端分别用特种胶粘贴在钢丝绳索上，当钢丝绳索受轴向应力作用而被拉伸时，光纤也被拉紧，光纤在钢丝绳索的沟谷中形成微弯曲，由于光纤表面只有约120微米厚的高分子保护层，这样的保护是没有办法在实际工程环境下使用的，并且钢丝绳还有扭转等其它的作用力，使测试结果具有很大的不确定性。第二种结构是套管微弯式光纤传感器，其整个结构分为三部分，外护套和外护套内的光纤，以及螺旋缠绕在光纤上的聚酯纤维丝，当外护套受到挤压时，使光纤形成周期型的微弯，该结构对光纤的保护仍不足以支持其在恶劣的实际环境条件下的使用，所以也未见推广使用。

微弯型光纤传感装置目前主要的问题是光纤的传感灵敏度与光纤的保护之间的矛盾，灵敏度高了，光纤的保护不足，严重影响光纤以及传感装置的使用寿命；对光纤保护合适时，光纤及传感装置的灵敏度有较大的丧失，因此急需一种新的光纤传感装置，即该装置结构能有效保护光纤，抵御实际工程环境下的各种伤害，又能保持微弯光纤传感装置的高精度和高灵敏度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种竹节型准分布式光纤传感装置，其结构简单、设计合理且加工制作方便，同时使用灵活，灵敏度高，使用效果好，成本低，具有广阔的应用前景。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种竹节型准分布式光纤传感装置，包括信号光纤，其特征在于：还包括由硬壳节段和柔性节段交替固定连接而成的管体，所述信号光纤位于所述管体内部，所述柔性节段由外护套和设置在外护套内部的光纤保护管组成，所述信号光纤位于光纤保护管内部，所述硬壳节段包括外壳，所述外壳内侧相对的两个面上分别设置有变形齿一和变形齿二，所述变形齿一与变形齿二之间呈交错对应布设，所述变形齿一与变形齿二之间至少夹持一个信号光纤，所述信号光纤两端中至少有一端连接测试单元，所述测试单元还连接用于处理测试单元测试数据的处理单元。

上述的一种竹节型准分布式光纤传感装置，其特征在于：所述光纤保护管内部填充有阻水油膏。

上述的一种竹节型准分布式光纤传感装置，其特征在于：所述外护套与光纤保护管之间设置有铠装层。

上述的一种竹节型准分布式光纤传感装置，其特征在于：所述外护套为高分子波纹管或金属波纹管。

上述的一种竹节型准分布式光纤传感装置，其特征在于：所述硬壳节段和柔性节段的横截面形状均为圆形。

上述的一种竹节型准分布式光纤传感装置，其特征在于：所述硬壳节段的横截面形状为方形，所述变形齿一和变形齿二均呈直角形状。

上述的一种竹节型准分布式光纤传感装置，其特征在于：所述硬壳节段与柔性节段之间的连接方式为焊接、胶黏剂粘接、凹凸槽扣接、卡簧连接或螺纹连接。

上述的一种竹节型准分布式光纤传感装置，其特征在于：所述硬壳节段或柔性节段上设置有光反射装置，所述信号光纤上设置有光反射装置。

上述的一种竹节型准分布式光纤传感装置，其特征在于：所述硬壳节段或柔性节段上设置有分支结构。

上述的一种竹节型准分布式光纤传感装置，其特征在于：所述信号光纤通过延伸光纤与测试单元相接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理、加工制作简便、使用灵活且灵敏度高，该传感装置通过柔性节段来达到使整个传感结构弯曲的目的，通过硬壳节段进行物理量的探测，因此不会因整个传感结构的弯曲影响测试结果。