[发明专利]一种便携式分布式光纤温度应变复合演示装置及演示方法

说明书

本发明公开了一种便携式分布式光纤温度应变复合演示装置及演示方法；包括光纤形变管，所述光纤形变管的两端各与一个演示装置固定端连接，演示装置固定端固定在可折叠三脚架上，所述光纤形变管上设有砝码挂钩承重盘，砝码挂钩承重盘与砝码连接；所述光纤形变管内壁铺设有加热电阻丝及温度传感器，加热电阻丝和温度传感器都与演示温度控制器连接，所述光纤形变管内表面的还设有上光纤铺设槽和下光纤铺设槽。本发明既方便施加形变，也可以同时加热的光纤形变管实现了分布式光纤传感中应变与温度的复合产生，克服了传统演示装置只能单独演示应变变化或温度变化的缺陷，可以直观的演示BOTDR/ROTDR等分布式传感器对应变、温度的感知特征。

技术领域

本发明涉及一种便携式分布式光纤温度应变复合演示装置及演示方法。

背景技术

在光纤传感系统中，分布式光纤应变测试仪(简称BOTDR)、分布式光纤测温装置(简称ROTDR)是最重要、市场前景最广阔的两类分布式光纤传感器。BOTDR测试光纤的应变分布状态，可用于大坝、高铁、电力、高大建筑、隧道、油气管道的健康监测及滑坡地质灾害预防等领域，应用前景广阔，市场潜力巨大。而ROTDR测试光纤的温度分布状态，可广泛应用于各类建筑、岩土工程、储油库、储气库、油气管道的防火、温度预警等领域，发展潜力巨大。

在其使用过程中，由于测试原理限制，BOTDR的测试结果既受光纤应变影响也受光纤温度影响，而ROTDR的测试结果只受温度影响不受应变影响，由于自发布里渊散射信号和自发拉曼散射信号都非常微弱，目前BOTDR及ROTDR产品的空间分辨率指标都≥1m，要求演示装置必须能对超过1m长度的光纤施加形变或温度变化，才能令仪器准确的测试出演示现象。传统的演示方案中，BOTDR使用的演示装置都只将应变作为变化量，通过拉伸、弯曲变形等方式令光纤产生应变，忽略了环境温度变化的影响，导致无法演示温度补偿对BOTDR测试结果的影响，而且也导致测试结果容易受到环境温度的变化而影响演示效果；而ROTDR的演示装置则都使用温度作为变化量，仅仅演示ROTDR测试结果随温度的变化，无法演示ROTDR对应变变化的不敏感，限制了BOTDR和ROTDR在应变与温度复合测试情况下的特性展示，影响了分布式光纤传感设备的推广及应用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种便携式分布式光纤温度应变复合演示装置及演示方法，实现了分布式光纤应变及温度的复合产生及演示。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种便携式分布式光纤温度应变复合演示装置，包括光纤形变管，所述光纤形变管的两端各与一个演示装置固定端连接，所述演示装置固定端固定在可折叠三脚架上，所述光纤形变管上设有砝码挂钩承重盘，砝码挂钩承重盘与砝码连接；

所述光纤形变管内壁涂有耐高温绝缘涂料，并铺设有加热电阻丝及温度传感器，加热电阻丝和温度传感器都与演示温度控制器连接，所述光纤形变管的外表面还设有上光纤铺设槽和下光纤铺设槽。

所述上光纤铺设槽内铺设并粘贴演示光纤受挤压形变而产生负应变时的应变光纤或光缆以及温度光缆，下光纤铺设槽内铺设并粘贴演示光纤受拉伸应变而产生正应变时的应变光纤或光缆以及温度光缆。

所述演示装置固定端包括成圆柱形的固定端外壳，固定端外壳的一端与光纤形变管通过固定螺孔连接，另一端连接固定端保护盖。

所述固定端保护盖上设有四个法兰盘，还设有与加热电阻丝及温度传感器连接的电气接口。

所述固定端外壳上设有固定保护盖的螺纹孔和与可折叠三脚架连接的螺纹孔。

所述光纤形变管为金属空心管，光纤形变管长度应在1m～1.6m之间，便于携带或邮寄，直径大于2cm。

采用所述的一种便携式分布式光纤温度应变复合演示装置的演示方法，包括：