[发明专利]一种光电复合热线缆及应用其的光纤传感器

权利要求书

1.一种光电复合热线缆，其特征在于，包括：光纤、电致发热层和绝缘导热层；

电致发热层，连续附着在所述光纤外表面；所述电致发热层附着在所述光纤上的制备工艺为电镀、喷涂、浸润、气相沉积、蒸镀、外延生长、导电墨水打印或3D打印；电致发热层由电热金属材料或电热非金属材料制成；电热金属材料包括铂、钨、钼及其合金，镍基合金或铁铝系合金；电热非金属材料包括石墨、二氧化钼或碳化硅；

绝缘导热层，为由耐温变、柔性良好材料制成的结构，完整包覆在所述电致发热层外表面，材料为聚四氟乙烯；

其中，所述电致发热层，受电激励会产生热量，使自身和所述光纤温度升高；所述光纤能够通过传输光信号反演其自身温度变化；所述绝缘导热层具有导热能力，将电致发热层热量向所述光电复合热线缆外环境传递使电致发热层和所述光纤均降温，降温的速率由外环境决定；

在所述电致发热层所受电激励模式和参数不变的情况下，所述光纤测得自身降温过程温度变化，能够反映所述光电复合热线缆外环境的信息，实现测量。

2.根据权利要求1所述的一种光电复合热线缆，其特征在于：所述光纤截面为圆形、正方形、长方形、多边形、蜂窝型、空心环形、D形或8字孔形。

3.根据权利要求1所述的一种光电复合热线缆，其特征在于：所述光纤带有光栅、法布里-珀罗腔、径向微槽或径向微孔的光学结构。

4.一种光纤传感器，其特征在于包括权利要求1～3任一项所述的光电复合热线缆，还包括：电流控制模块、光路解调模块和信号处理与显示模块；

电流控制模块，为所述电致发热层提供设定的可控的电流激励，作为电流控制信号，并将电流控制信号发送给信号处理与显示模块；电流激励设计为一个激励周期包含3～10个特定占空比的信号，通过不小于3段热变化响应数据进行判读或分析，进而提高光纤电热传感器测量精度及抗偶发非待测量激励影响的能力；

光路解调模块，为所述光纤提供测量光，并接收由所述光纤反馈的光信号，对反馈的光信号进行光电转换、模数转换、获得并输出所述光纤温度变化数据；

信号处理与显示模块，接收所述电流控制模块电流控制信号和所述光路解调模块输出的光纤温度变化数据，根据接收的电流控制模块电流控制信号和光路解调模块输出的光纤温度变化数据，获得所述光电复合热线缆所处环境信息。