[发明专利]高灵敏度宽量程应力应变传感光缆及其监测方法

权利要求书

1.一种高灵敏度宽量程应力应变传感光缆，其特征在于：包括外护层（1）和插设在所述外护层（1）内的绞合结构加强构件（2）、半紧套传感单元（3）和松套传感单元（4）。

2.根据权利要求1所述的高灵敏度宽量程应力应变传感光缆，其特征在于：所述绞合结构加强构件（2）用于控制测试灵敏度，半紧套传感单元（3）用于精密监测，松套传感单元（4）用于增加应力应变传感光缆量程。

3.根据权利要求1所述的高灵敏度宽量程应力应变传感光缆，其特征在于：所述绞合结构加强构件（2）的绞合节径比范围在40～100之间；绞合元件数量为2～7根，单根元件的直径为0.4～1.2mm，绞合形式为同心绞合。

4.根据权利要求1所述的高灵敏度宽量程应力应变传感光缆，其特征在于：所述半紧套传感单元（3）由内及外依次为1-4根第一传感光纤（31）、阻水材料和光纤束管（33）；所述松套传感单元（4）由内及外依次为4-12根第二传感光纤（41）、阻水材料、PBT松套管（43）和外铠装层（44）。

5.根据权利要求4所述的高灵敏度宽量程应力应变传感光缆，其特征在于：松套传感单元（4）中的第二传感光纤（41）的余长范围为应力应变传感光缆长度的0.2％～0.5％。

6.根据权利要求4所述的高灵敏度宽量程应力应变传感光缆，其特征在于：第二传感光纤（41）的监测范围的下限值大于第一传感光纤（31）的监测范围的下限值且小于或等于第一传感光纤（31）的监测范围的上限值，第二传感光纤（41）的监测范围的上限值大于第一传感光纤（31）的监测范围的上限值。

7.根据权利要求1所述的高灵敏度宽量程应力应变传感光缆，其特征在于：所述加强构件（2）、半紧套传感单元（3）和松套传感单元（4）平行放置。

8.权利要求1至7中任一项所述的高灵敏度宽量程应力应变传感光缆的监测方法，其特征在于，包括：

当应力应变传感光缆受力发生应变时，首先半紧套传感单元（3）内的第一传感光纤（31）监测应变；在该工作阶段，松套传感单元（4）内的第二传感光纤（41）因存在余长并未发生应变，而绞合结构加强构件（2）随着应力应变传感光缆的受力逐渐伸展；

第二传感光纤（41）的监测范围的下限值大于第一传感光纤（31）的监测范围的下限值且小于或等于第一传感光纤（31）的监测范围的上限值，第二传感光纤（41）的监测范围的上限值大于第一传感光纤（31）的监测范围的上限值；当半紧套传感单元（3）内的第一传感光纤（31）在其监测范围内或到达监测范围上限时，松套传感单元（4）内的第二传感光纤（41）余长正好被应变所抵消，松套管传感单元内的第二传感光纤（41）没有余长之后，开始监测应变。

9.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于，第一传感光纤（31）的应变监测范围为0～0.5％，第二传感光纤（41）的应变监测范围为0.3％～1.0％。

10.根据权利要求8或9所述的监测方法，其特征在于，绞合结构加强构件（2）在第一传感光纤（31）监测范围内，随着应力应变传感光缆的受力而逐渐伸展，但不承受应力应变传感光缆承受的主要作用力；在第二传感光纤（41）的监测范围内，绞合加强构件随着应力应变传感光缆的受力继续伸展达到极限，且开始承受应力应变传感光缆承受的主要作用力。