本發(fā)明涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種免應(yīng)力光柵陣列感溫光纜及其傳感方法。
背景技術(shù)：
光柵陣列傳感光纖是一種新型的光纖傳感方法，該方法不但繼承了光柵傳感精度高、響應(yīng)快的優(yōu)勢(shì)，而且具有分布式光纖傳感長(zhǎng)距離、大容量的特點(diǎn)，突破了現(xiàn)有光纖傳感的技術(shù)瓶頸，有望進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。但是，光柵是一種對(duì)溫度和應(yīng)力同時(shí)敏感的傳感器，對(duì)于普通光纖軸向施加1g的應(yīng)力，既會(huì)引起光柵傳感器1℃的溫度傳感誤差。因此，必須有一種新型的光柵陣列感溫光纜結(jié)構(gòu)和傳感方法，使得感溫光纜即使受到外界應(yīng)力，其光柵傳感器也不受外力影響，從而確保溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性。
已有大量的研究解決光柵傳感器溫度和應(yīng)變交叉敏感的問(wèn)題，但都是針對(duì)單個(gè)光柵傳感器的，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高。如：既有專利（公開(kāi)號(hào)：cn103557959a）公開(kāi)了一種光纖光柵溫度傳感器探頭的制作及封裝方法，在光纖光柵柵區(qū)封裝部分，采用一端固定，另一端懸空的方法來(lái)消除外部應(yīng)力對(duì)傳感器測(cè)溫的影響，該方法屬于單端出纖制作方法，只適用于制作單只溫度傳感器。既有專利（公開(kāi)號(hào)：cn101865735a）公開(kāi)了一種準(zhǔn)分布式光纖光柵溫度傳感器的封裝結(jié)構(gòu)及方法，采用石英玻璃毛細(xì)管對(duì)單個(gè)光纖光柵溫度傳感器進(jìn)行封裝，對(duì)于多個(gè)光纖光柵串接而成的準(zhǔn)分布式光纖光柵溫度傳感器采用三次金屬包覆封裝結(jié)構(gòu)，這種封裝結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，尤其是成纜工藝要求較高，不適合長(zhǎng)距離制備。既有專利（公開(kāi)號(hào)：cn105301695a）公開(kāi)了一種光纖光柵陣列傳感光纜及其使用方法，采用光纖光柵陣列一次性擠塑成纜，成纜工藝十分便捷，易于進(jìn)行長(zhǎng)距離多點(diǎn)分布測(cè)量。然而，在實(shí)際敷設(shè)和測(cè)量過(guò)程中，因受到外界應(yīng)力和自身重力的影響，光纖光柵陣列中心波長(zhǎng)經(jīng)常發(fā)生漂移，導(dǎo)致較大的測(cè)量誤差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種免應(yīng)力光柵陣列感溫光纜及其傳感方法，能夠免受外界應(yīng)力的影響。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案為：一種免應(yīng)力光柵陣列感溫光纜，其特征在于：它包括受力光纖和免應(yīng)力光纖；受力光纖上設(shè)有固定點(diǎn)，受力光纖和免應(yīng)力光纖在固定點(diǎn)固定；相鄰固定點(diǎn)之間的免應(yīng)力光纖上有光柵傳感點(diǎn)；相鄰固定點(diǎn)之間的免應(yīng)力光纖的長(zhǎng)度大于或等于受力光纖長(zhǎng)度的101%。
按上述方案，所述的固定點(diǎn)的長(zhǎng)度小于或等于20.0mm，固定點(diǎn)的外徑小于或等于1.5mm。
按上述方案，所述的固定點(diǎn)為紫外固化膠。
按上述方案，所述的光柵傳感點(diǎn)為光纖光柵。
所述的免應(yīng)力光柵陣列感溫光纜的傳感方法，其特征在于：當(dāng)光纜受力張拉時(shí)，受力光纖承受應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變，免應(yīng)力光纖上的光纖傳感點(diǎn)僅傳感溫度變化。
本發(fā)明的有益效果為：通過(guò)設(shè)置免應(yīng)力光纖與受力光纖相結(jié)合的方式，使得光柵陣列感溫光纜免受外界應(yīng)力的影響，具有空間分辨率高、探測(cè)距離長(zhǎng)、測(cè)點(diǎn)數(shù)量多、不敏感外界應(yīng)力等特點(diǎn)；這種光纜結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制備等特點(diǎn)，易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：1受力光纖；2免應(yīng)力光纖；3固定點(diǎn)；4光柵傳感點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明提供一種免應(yīng)力光柵陣列感溫光纜，如圖1所示，它包括受力光纖1和免應(yīng)力光纖2；受力光纖1上設(shè)有固定點(diǎn)3，受力光纖1和免應(yīng)力光纖2在固定點(diǎn)3固定；相鄰固定點(diǎn)3之間的免應(yīng)力光纖2上有光柵傳感點(diǎn)4；相鄰固定點(diǎn)3之間的免應(yīng)力光纖2的長(zhǎng)度大于或等于受力光纖1長(zhǎng)度的101%。例如，相鄰固定點(diǎn)3之間的受力光纖1長(zhǎng)度為100cm，則同樣的相鄰固定點(diǎn)3之間的免應(yīng)力光纖2的長(zhǎng)度大于或等于101cm。
本實(shí)施例中，固定點(diǎn)3為紫外固化膠，膠斑的長(zhǎng)度小于或等于20.0mm，外徑小于或等于1.5mm。固定點(diǎn)3的間距可以根據(jù)空間分辨率自由設(shè)置。
光柵傳感點(diǎn)4即為光纖光柵。
所述的免應(yīng)力光柵陣列感溫光纜的傳感方法是：當(dāng)光纜受力張拉時(shí)，受力光纖承受應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)變，免應(yīng)力光纖不受應(yīng)力也不產(chǎn)生應(yīng)變，光柵傳感點(diǎn)也不會(huì)因?yàn)楣饫|受力產(chǎn)生應(yīng)變變化，免應(yīng)力光纖上的光纖傳感點(diǎn)僅傳感溫度變化。
用于溫度測(cè)量的光柵陣列傳感光纜一定要免應(yīng)力變化對(duì)溫度測(cè)量產(chǎn)生的影響，且成纜工藝簡(jiǎn)單易行，成纜后的光纜機(jī)械強(qiáng)度高，可靠性好，才能滿足光柵陣列感溫光纜的實(shí)用性。本發(fā)明正是體現(xiàn)了這一點(diǎn)，光柵陣列感溫光纜免受外界應(yīng)力的影響，具有空間分辨率高、探測(cè)距離長(zhǎng)、測(cè)點(diǎn)數(shù)量多、不敏感外界應(yīng)力等特點(diǎn)；這種光纜結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于制備等特點(diǎn)，易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用。
以上實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想和特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。所以，凡依據(jù)本發(fā)明所揭示的原理、設(shè)計(jì)思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。