[发明专利]用于有轨运动体测速定位的线型磁感应光缆及制备方法

说明书

本发明涉及光纤传感技术领域，特指一种用于有轨运动体测速定位的线型磁感应光缆及制备方法，包括微型极性永磁体、传感光纤、扁平条带与铠装保护套管，扁平条带固定于铠装保护套管内，传感光纤上的低反射率光纤布拉格光栅阵列通过预张机构和点胶设备固定于扁平条带上，微型极性永磁体通过紫外固化胶粘贴于低反射率光纤布拉格光栅阵列上表面中心位置。该光缆可用于运动体长距离精确定位及测速，对于保证其安全运行及精确控制具有重要的实际意义。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，特指一种用于有轨运动体测速定位的线型磁感应光缆及制备方法。

背景技术

对有轨运动体的测速定位一直是机械控制领域研究的热点话题，无论是高速运动体(如高速列车)，还是中低速运动体(如城市地下轨道交通及码头行吊)，都需要对其进行精确测速及定位，方能进一步监测并控制其安全运行。

目前对于有轨运动体的测速定位，主要有以下方法：1)绝对位置传感器测速定位技术：在运动轨道附近布置一定间距的位置触发器，每个位置触发器唯一对应一个固定位置的坐标点；系统检测与固定位置的坐标点唯一对应的位置触发器，实现对运动体的测速及定位；2)基于交叉感应回线的测速定位技术：利用电缆按一定间距缠绕成一个环路敷设于轨道上。当运动体上的感应线圈与环路有空间重叠时，根据电磁感应原理，感应线圈中会产生感应电动势，而重叠的有效面积越大，感应电动势就越高。当运动体连续移动时，感应线圈输出的电动势经滤波器整形滤波后输出位置脉冲，提供位置信息；3)脉宽编码感应式测速定位技术：采用感应式编码的非接触测量技术，通过运动体上的有源定位标志板读码传感器实时扫描安装在线路上表示绝对物理位置的无源数字编码板，对采集到的信号进行相关处理，从而得到运动体的位置和速度信息。

目前我国普遍采用上述电类传感器来实现运动体的测速与定位，但是，传统的电类传感器可靠性较差、精度较低、抗干扰能力较弱、系统结构复杂、维护成本高，尤其在高速电气化发展的今天，面对强电磁干扰、恶劣环境和异常天气，电类传感器时常会发生误判。

光纤传感技术是衡量一个国家信息化程度的重要标志，是近年来国内外研究的热点之一。光纤传感具有灵敏度高、抗电磁干扰、可移植性强、可嵌入性强等诸多优点,在航空航天、石油化工安全生产、民用基础工程建设、轨道交通运输及生物医疗领域具有广阔的应用前景。其中，光纤布拉格光栅(FBG)传感技术发展迅猛，它具有测量范围广、响应速度快、定位精度高等突出优点，近年来已在有轨运动体运行状态监测领域得到了广泛研究与应用。本专利提出了一种用于有轨运动体测速定位的线型磁感应光缆，利用该光缆结合相关的光栅传感解调系统，可实现对不同运行速度下的有轨运动体精准测速与定位。该技术方法能实时监测有轨运动体运行状况，对于保证其安全运行及控制具有重要的实际意义。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种用于有轨运动体测速定位的线型磁感应光缆及制备方法，该光缆可用于运动体长距离精确定位及测速，对于保证其安全运行及精确控制具有重要的实际意义。

为了实现上述目的，本发明应用的技术方案如下：

一种用于有轨运动体测速定位的线型磁感应光缆，包括微型极性永磁体、传感光纤、扁平条带与铠装保护套管，扁平条带固定于铠装保护套管内，传感光纤上的低反射率光纤布拉格光栅阵列通过预张机构和点胶设备固定于扁平条带上，微型极性永磁体通过紫外固化胶粘贴于低反射率光纤布拉格光栅阵列上表面中心位置。

根据上述方案，所述微型极性永磁体的尺寸为直径1～5mm、高度1～5mm的圆柱体，铠装保护套管的外径为3～10mm，扁平条带的宽度为2～3mm、高度为0.5～1mm。

一种用于有轨运动体测速定位的线型磁感应光缆的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将传感光纤上的低反射率光纤布拉格光栅阵列和扁平条带同时通过张力加载机构加载不同的预应力后置于点胶平台上，利用自动点胶机在约3～5cm处的点胶处将低反射率光纤布拉格光栅阵列粘贴于扁平条带上；