[发明专利]一种埋入式均一化应变感测光缆

说明书

本发明涉及一种埋入式均一化应变感测光缆，包括芯部的单模光纤(1)，单模光纤(1)外挤塑成型有紧包层(2)，紧包层(2)外设有铠装层(3)，沿着光缆长度方向间隔设置有若干填胶区(4)，各填胶区(4)自紧包层(2)外到铠装层(3)用胶黏剂填充，即在各填胶区通过胶黏剂将铠装层(3)包埋并固定在紧包层(2)表面，铠装层(3)外设置若干根加强件(5)并挤塑护套层(6)。光缆护套层感知到监测结构体的应变信息后在填胶区传递到内部单模光纤，在遇到局部大应变时，一方面光缆可通过结构内的变形抵消一部分应力以保护光缆本身，另一方面放大了填胶区的信号强度实现了感测的灵敏度。由此能够适应局部大应变范围感测。

技术领域

本发明涉及应变感测光缆，属于光纤传感领域。

背景技术

近年来，伴随着大型设施的建设，如桥梁、隧道、铁路、油气管道、水利水电项目等，在设施施工或运营期间监测设施结构的受力情况，对预防发生设施重大事故十分必要。因此，大型基础设施的结构健康监测越来越受到施工方和使用方的重视。

分布式光纤传感技术由于能够实现长距离、大范围的实时在线感应，成为监测的应用热点。

采用分布式光纤应变传感系统进行结构健康监测时，应变感测光缆通常有埋入结构体内部和通过夹具固定于结构体表面两种布设方式。应变感测光缆埋入结构体内的布设方式，能够真实感测结构体的应力变化，但现有的埋入式应变感测光缆主要有二大问题：一是机械性能差，不抗压，容易压断；二是大多数紧包结构，难以承受监测结构的局部大应变，容易拉断光纤。造成了应变感测光缆的埋植成功率低，监测应变范围小的局面。

发明内容

本发明的目的在于克服当前埋入式应变感测光缆强度低、不适应大应变的不足，提供一种抗压、适应监测结构体局部大应变的应变感测光缆。

本发明的技术方案为：一种埋入式均一化应变感测光缆，包括芯部的单模光纤单模光纤外挤塑成型有紧包层，紧包层外设有铠装层，沿着光缆长度方向间隔设置有若干填胶区，各所述填胶区自紧包层外到铠装层用胶黏剂填充，即在各所述填胶区通过胶黏剂将铠装层包埋并固定在紧包层表面，铠装层外设置若干根加强件并挤塑护套层。

作为本发明的进一步改进，所述铠装层的内径大于紧包层的外径，在非填胶区，紧包层与铠装层之间留有层间隙使得紧包层可在铠装层内滑动。

所述铠装层为漏空结构，胶黏剂能够在所述铠装层内外穿流。可选择螺旋钢带作为铠装层。

可选地，所述填胶区的长度L为1cm～10cm，相邻填胶区的间隔距离为0.5m～5m，填胶区的数量m≥2。

可选地，所述加强件(5)为金属丝或FRP。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明在光纤的紧包层外增加了铠装层、加强件和护套层，护套层包埋加强件固定在铠装层外表面，三者作为成型体大大加强了光缆的机械性能。

护套层在挤塑成型时包埋加强件，为护套层寄宿形成良好的力学传递。将本发明埋入监测结构体内布设，外层的铠装层、加强件和护套层使得光缆能够抗压、抗拉，不易被弯折、压断和拉断，增加了埋植成功率。

铠装层与紧包层不粘连而保留层间间隙，另外，沿光缆长度方向每间隔固定距离设置填胶区，在填胶区通过胶黏剂对铠装层进行包埋并与紧包层连接成型为一体，由此在填胶区使光缆的内外层结构固接为一个结构体，形成良好的力学传递。而在非填胶区，芯部的单模光纤及其紧包层能够在铠装层内滑动形变，虽然前述滑动形变会吸收掉小部分应力，但由于填胶区的刚性明显大于非填胶区，可以将分散的应力进行集中，集中到填胶区，使得填胶区的感应信号适度放大，增加该处的敏感性。