[发明专利]表面钢钉式钢套管封装光纤光栅应变传感器及其制备方法

摘要

表面钢钉式钢套管封装光纤光栅应变传感器，由裸光纤及封装材料构成，特征是裸光纤的尾纤部分外部设有套管；套管装入铠装电缆；铠装电缆外部设有钢套管；在钢套管两端分别设置有端部扩大头；在钢套管的表面焊接有若干钢钉。本发明传感器的强度可满足道路工程服役周期长，服役环境恶劣等条件，使传感器与路面达到最佳的协同变形效果，从而减少由传感器和路面的模量差异造成的测量误差。表面焊接钢钉及两端设置扩大头的构造形式的封装钢套管，使传感器在能适应路面恶劣使用条件的基础上，根据沥青路面材料类型，可以调节传感器表面钢钉的尺寸及间距，使传感器和沥青混凝土之间达到最佳的协同变形效果。

主权项

一种表面钢钉式钢套管封装光纤光栅应变传感器，由裸光纤及封装材料构成，其特征在于，所述裸光纤的尾纤部分外部设有套管；该套管装入铠装电缆；该铠装电缆外部设有钢套管；在该钢套管两端分别设置有端部扩大头；在该钢套管的表面焊接有若干钢钉；所述钢套管、钢钉间距、钢钉长度与沥青混合料类型之间的关系，按照下表的限定：沥青混合料类型钢钉间距(mm)钢钉长度(mm)AC‑10≥145AC‑13≥1710AC‑16≥2010AC‑20≥2715AC‑25≥3220SMA‑10≥145SMA‑13≥175SMA‑16≥2010SMA‑20≥2715OGFC‑10≥145OGFC‑13≥175                                                                        ；在所述铠装电缆与所述钢套管之间，设有粘结剂层；以上结构使所述的光纤光栅传感器具有与沥青混凝土协同变形能力；所述的粘结剂层采用环氧树脂；所述的钢套管是采用45号钢，做成圆柱型钢套管；所述的套管采用白色塑料套管；所述的表面钢钉式钢套管封装光纤光栅应变传感器是指按照以下制备方法得到的光纤光栅应变传感器，制备步骤如下：A、裸光纤的初步保护性封装：将光纤除光栅部分的尾纤部分穿入套管，再将由套管保护的光纤尾纤穿入铠装电缆；B、钢套管及光纤的固定：将钢套管使用传感器固定夹固定于铁架台上，下端堵头安装好，将进行初步保护封装的光纤穿入钢套管并使用光纤固定夹固定，固定时应尽量使光纤处于拉直紧绷状态，并处于套管轴线方向；C、制备环氧树脂粘结剂：取环氧树脂和固化剂的质量比为2:1进行配比，制备时应尽量搅拌均匀并防止产生大量的气泡；D、环氧树脂粘结剂的灌注：利用注射器将环氧树脂粘结剂缓慢均匀地注入固定好的钢套管内部；E、传感器的固化成型：将灌注好的传感器于常温下静置24h即可成型；F、光线与跳线的连接：采用光纤熔接机将封装好的光纤与跳线焊接，传感器制作完成。