[发明专利]金属基带状分布式光纤传感器

说明书

一、            技术领域

本发明涉及一种分布式光纤传感器的结构。

二、            背景技术

我国目前正处于大规模建设时期，在水利、能源、交通等各个领域为了保证各类工程、建筑以及设施的安全需要进行变形、温度等内容的监测。分布式传感技术因其分布式传感的特点在监测领域中具有越来越广泛的应用。

分布式光纤传感器的解调技术主要有：基于自发布里渊光时域反射技术（Brillouin Optical Time Domain Reflectormeter,缩写：BOTDR）、基于受激布里渊光时域反射技术（Brillouin Optical Time Domain Analysis缩写：BOTDA）、基于拉曼光时域反射技术（Raman Optical Time Domain Reflectormeter,缩写：ROTDR）以及基于瑞利散射和菲涅尔反射的光时域反射技术（Optical Time Domain Reflectometer缩写：OTDR）等。基于这些传感技术的分布式光纤传感器需要将被测对象的应变、温度等状态变化尽可能真实、详尽的传递给传感光纤。当前使用的分布式光纤传感器大部分是由通信光缆进行改良而来，缺乏传感要求的针对性，往往存在传感器与被测对象耦合差、传感器结构影响应变温度传递、传感器布设安装不便易损坏等缺陷，严重影响分布式传感监测的效率。

分布式光纤传感器已经具有较广泛的应用，如201010518812.7双通道布里渊光纤光缆传感器,能够同时监测温度和压力或应变。其构成是:两根并行布里渊光纤,一根为紧套光纤,一根为松套光纤,紧套光纤用于测压力,松套光纤用于测温度;两根光纤中间夹着一根加强丝,外裹高分子材料(纤维增强树脂GFRP)，一般装在套内。针对分布式光纤传感技术发明的一种金属基带状分布式光纤传感器结构，用于被测对象表面的变形、温度监测，能够解决现有分布式光纤传感器存在的一些问题，以满足日益增长的变形温度分布式监测需求。

三、            发明内容

本发明目的是：提出一种分布式光纤传感器的结构，通过带状结构获得更多的接触面积以提升耦合性；通过薄片状结构及镂空孔降低传感器的变形模量以提高传感器的变形协调性；通过专门匹配的凹槽契合传感光纤以提升应变传递性及保护传感光纤。

本发明技术方案是：一种分布式光纤传感器，光纤传感器基底材料为金属材料，且为薄片带状；薄片带状表面设有凹槽，传感光纤放置在凹槽内。

金属薄片带上设有镂空孔，镂空孔具有二种或更多的不同规格。

本发明的改进还包括：凹槽上镂空条孔。

本发明作为分布式的应变/温度传感器，将分布式光纤传感器粘贴于被测对象表面。通过相应的解调仪进行数据采集。本发明的传感特征：

1.        分布式传感特征：传感器解调采用分布式光纤传感技术，即带状传感器上各点均为传感点；

2.        多种传感模式：凹槽内的光纤可采用紧套光纤、松套光纤、单模光纤、多模光纤等以满足不同的解调技术和传感目的；

3.        多根传感光纤：一根带状传感器上可设置一根、两根或多根传感光纤，可设置多条凹槽或同一条凹槽内布设多根传感光纤。

本发明的有益效果是：

1.        金属基底带具有一定的宽度，采用金属基带状结构以获得更多的接触面积以提升耦合性及变形传递性；

2.        金属基底带为薄片状且具有一定规格的镂空孔降低基底金属带变形模量提高传感器的变形协调性能；

3.        具有专门匹配的凹槽契合传感光纤以提升应变传递性及保护传感光纤；

4.        凹槽处每隔一定距离有镂空条孔2以满足对检测对象的曲面布设；通过专门匹配的凹槽契合传感光纤以提升应变传递性并保护传感光纤，使传感器的工作更加可靠。

四、            附图说明

图1是本发明结构示意图（俯视）；

图2是本发明截面结构图。

五、            具体实施方式

金属薄片带5的材料具备一定的强度，并且满足一定的延展性、可变形性、可机械加工性及抗腐蚀性等要求。尤其是铜、铜合金、铝、铝合金或不锈钢片等，也可以采用其它合金的带材、片材。