CN106124168B - 一种光纤应力应变测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤应力应变测试方法，先将海底光缆的两端安装特制的夹头，夹头能够方便的卡在光缆固定桩头和力值加载桩头上，使用方便，测试效率高，并且在拉伸测试时，光纤束端部固定，光纤束不会被拉入光缆中，避免应力测试不准确，采用高精度的光纤张力传感器和光缆拉力传感器，能够获得精确的测试结果，并且在测试过程中，实时监控并且记录光纤张力值和光缆拉力值，最终线性拟合后的曲线准确度高，有效解决了因光纤应力变化造成测试偏差问题，能够精确测定光缆中的余长；通过传统的时延法测得拟合曲线的R2为0.9915，本发明的拟合曲线的R2为0.9984，对比后，本发明的光纤应力应变测定方法得到的数据可信度更高。
Description
技术领域
本发明涉及光纤生产技术领域，尤其是光纤性能测试，具体涉及一种光纤应力应变测试方法。
背景技术
海底光缆的余长设计关系到海缆在施工受力时光纤受到的应力值，过小的余长设计可能导致光缆在受力时光纤受到的拉力过大而断裂，过大的余长设计又可能导致光纤在缆中的宏弯耗损增大，所以精确地评估海底光缆中光纤余长对海底光缆设计来说非常重要。
目前，海底光缆的余长测试比较常用的方法是在光缆做拉伸实验时用色散测试仪监控光纤中光信号的微小时延变化，算出光纤的形变量和应变值，进而通过光缆拉伸力值与光纤应变的线性拟合出光缆中光纤的余长值。但是光纤在拉伸过程中，光纤受力，其应力分布发生变化，导致群折射率也相应变化，如图1中所示，通过测试光信号时延变化来算出光纤形变值得方法得到的结果无法再与光缆拉伸力值保持线性关系，从而产生线性拟合的光纤余长值与实际余长值得偏差，造成应力测试不精准。另外，现在常用的光信号时延变化分析仪价格高，投入成本较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种新型的光纤应力应变测试方法，本发明的测试方法，有效解决了因光纤应力变化造成测试偏差问题，能够精确测定光缆中的余长，并且投入成本较低，有效的控制了光纤的测试成本。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种光纤应力应变测试方法，包括以下步骤：
步骤一：将海底光缆的两端剥离，两端分别露出一段光纤束；
步骤二：将海底光缆的两端分别安装光缆夹头，然后将光缆夹头分别卡在光缆固定桩头和力值加载桩头上；
步骤三：将海底光缆两端的光纤束点胶固定，其中一端通过点胶固定槽固定在光纤张力传感器上，用于测定光纤张力，另一端通过点胶固定槽固定于力值加载桩头上，并且在力值加载桩头端设置有光缆拉力传感器，所述光纤张力传感器与光缆拉力传感器之间通过控制系统控制；
步骤四：通过所述控制系统控制光缆拉伸试验机对光缆加载拉力，所述光纤张力传感器将光纤张力值实时传输至控制系统中，所述光缆拉力传感器将光缆受到的拉力实时传输至控制系统，所述控制系统实时采集数据和记录数据，并且实时监控光纤张力值和光缆拉力值；
步骤五：所述控制系统对实时获取的光纤张力值和光缆拉力值进行线性拟合，并且进行EFL计算。
进一步地，步骤五中对光纤张力值和光缆拉力值进行线性拟合的方程式为y＝0.6617x-0.5656，拟合曲线的R2为0.9984。
进一步地，所述光纤张力传感器用于固定光纤束，所述光纤张力传感器设置在光缆固定桩头内部。
进一步地，所述光缆拉力传感器固定于所述力值加载桩头外侧，所述光缆拉力传感器用于获取光缆拉力值数据。
进一步地，步骤四中，所述光缆拉伸试验机对光缆加载拉力的方向是由光缆固定桩头到力值加载桩。
本发明的有益效果是:
本发明的光纤应力应变测试方法，先将海底光缆的两端安装特制的夹头，夹头能够方便的卡在光缆固定桩头和力值加载桩头上，使用方便，测试效率高，并且在拉伸测试时，光纤束端部固定，光纤束不会被拉入光缆中，避免应力测试不准确，采用高精度的光纤张力传感器和光缆拉力传感器，能够获得精确的测试结果，并且在测试过程中，实时监控并且记录光纤张力值和光缆拉力值，最终线性拟合后的曲线准确度高，有效解决了因光纤应力变化造成测试偏差问题，能够精确测定光缆中的余长；通过传统的时延法测得拟合曲线的R2为0.9915，本发明的拟合曲线的R2为0.9984，对比后，本发明的光纤应力应变测定方法得到的数据可信度更高。
并且该方法的设备投入成本在一万左右，而传统检测方法的色散仪需要150万元，大大降低了投入成本，有效的控制了光纤的测试成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是传统的测试方法光纤折射率变化曲线图；
图2是本发明的原理示意图；
图3是实施例中光纤张力测定法测得的拟合曲线图；
图4是对比例中时延法测得的拟合曲线图。
1-光缆，10-光纤束，2-光缆夹头，3-光缆固定桩头，4-点胶固定槽，5-光纤张力传感器，6-力值加载桩头，7-光缆拉力传感器，8-控制系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
将光缆进行光纤应力应变测试，先将光缆固定在测试装置上，如图2中所示，具体步骤如下：
步骤一：将海底光缆1的两端剥离，两端分别露出一段光纤束10。
步骤二：将海底光缆的两端分别安装光缆夹头2，然后将光缆夹头3分别卡在光缆固定桩头3和力值加载桩头6上，上述光缆夹头3是根据海底光缆和固定桩头的结构特制的。
步骤三：将海底光缆两端的光纤束点胶固定，其中一端通过点胶固定槽4固定在光纤张力传感器5上，上述光纤张力传感器5设置在光缆固定桩头3内部，上述光纤张力传感器5用于测定光纤张力；另一端通过点胶固定槽4固定于力值加载桩头6上，并且在力值加载桩头6端设置有光缆拉力传感器7，上述光缆拉力传感器7固定于上述力值加载桩头6外侧，上述光缆拉力传感器7用于获取光缆拉力值数据。
上述光纤张力传感器5与光缆拉力传感器7之间通过控制系统8控制，上述控制系统8以电脑作为硬件载体，具有控制、监控和记录等功能。
步骤四：通过上述控制系统8控制光缆拉伸试验机对光缆加载拉力，上述光缆拉伸试验机对光缆加载拉力的方向是由光缆固定桩头3到力值加载桩头6。
上述光纤张力传感器5将光纤张力值实时传输至控制系统8中，上述光缆拉力传感器7将光缆受到的拉力实时传输至控制系统8，上述控制系统8实时采集数据和记录数据，并且实时监控光纤张力值和光缆拉力值。
步骤五：上述控制系统对实时获取的光纤张力值和光缆拉力值进行线性拟合，并且进行EFL计算。
光纤在受力后的形变为弹性形变(杨氏模量，所以光纤受到的拉力值和光纤的伸长量是一个线性关系。而光纤的伸长量又是正比于光缆拉力。所以通过测试光纤在光缆拉伸的时候受到的拉力值可以精确计算出光纤的形变量，并得到光纤在海底光缆中的余长。
步骤五中得到的拟合曲线图如图3中所示，步骤五中对光纤张力值和光缆拉力值进行线性拟合的方程式为y＝0.6617x-0.5656，拟合曲线的R2为0.9984。
对比例
对相同的光缆进行测试，测试环境与实施例中相同，不同的是对比例中采用时延法测，用时延法测得的拟合曲线图如图4中所示，时延法测得的拟合曲线的R2为0.9915，光纤张力测定法测得的拟合曲线R2为0.9984，可见光纤张力测定法得到的数据可信度更高。
测试原理：先将海底光缆的两端安装特制的夹头，夹头能够方便的卡在光缆固定桩头和力值加载桩头上，使用方便，测试效率高，并且在拉伸测试时，光纤束端部固定，光纤束不会被拉入光缆中，避免应力测试不准确，采用高精度的光纤张力传感器和光缆拉力传感器，能够获得精确的测试结果，并且在测试过程中，实时监控并且记录光纤张力值和光缆拉力值，最终线性拟合后的曲线准确度高，有效解决了因光纤应力变化造成测试偏差问题，能够精确测定光缆中的余长；通过传统的时延法测得拟合曲线的R2为0.9915，本发明的拟合曲线的R2为0.9984，对比后，本发明的光纤应力应变测定方法得到的数据可信度更高。
并且该方法的设备投入成本在一万左右，而传统检测方法的色散仪需要150万元，大大降低了投入成本，有效的控制了光纤的生产成本。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (1)
1.一种光纤应力应变测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将海底光缆的两端剥离，两端分别露出一段光纤束；步骤二：将海底光缆的两端分别安装光缆夹头，然后将光缆夹头分别卡在光缆固定桩头和力值加载桩头上；步骤三：将海底光缆两端的光纤束点胶固定，其中一端通过点胶固定槽固定在光纤张力传感器上，用于测定光纤张力，另一端通过点胶固定槽固定于力值加载桩头上，并且在力值加载桩头端设置有光缆拉力传感器，所述光纤张力传感器与光缆拉力传感器之间通过控制系统控制；步骤四：通过所述控制系统控制光缆拉伸试验机对光缆加载拉力，所述光纤张力传感器将光纤张力值实时传输至控制系统中，所述光缆拉力传感器将光缆受到的拉力实时传输至控制系统，所述控制系统实时采集数据和记录数据，并且实时监控光纤张力值和光缆拉力值；步骤五：所述控制系统对实时获取的光纤张力值和光缆拉力值进行线性拟合，并且进行EFL计算；
步骤五中对光纤张力值和光缆拉力值进行线性拟合的方程式为y＝0.6617x-0.5656，拟合曲线的R2为0.9984；
步骤三中，所述光纤张力传感器用于固定光纤束，所述光纤张力传感器设置在光缆固定桩头内部；
步骤三中，所述光缆拉力传感器固定于所述力值加载桩头外侧，所述光缆拉力传感器用于获取光缆拉力值数据；
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Families Citing this family (7)
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103115597A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-05-22 | 叶新峰 | 在线动态测试松套管光纤余长的方法 |
| CN203046194U (zh) * | 2013-01-05 | 2013-07-10 | 扬州金森光电材料有限公司 | 光缆松套管内光纤余长稳定控制装置 |
| CN104865656A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-08-26 | 江苏亨通高压电缆有限公司 | 一种不锈钢管光纤单元接头及其连接方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203046194U (zh) * | 2013-01-05 | 2013-07-10 | 扬州金森光电材料有限公司 | 光缆松套管内光纤余长稳定控制装置 |
| CN103115597A (zh) * | 2013-03-01 | 2013-05-22 | 叶新峰 | 在线动态测试松套管光纤余长的方法 |
| CN104865656A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-08-26 | 江苏亨通高压电缆有限公司 | 一种不锈钢管光纤单元接头及其连接方法 |
| CN205067824U (zh) * | 2015-10-30 | 2016-03-02 | 汕头高新区奥星光通信设备有限公司 | 余长检测装置 |
Non-Patent Citations (1)
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| 光缆中光纤余长测试方法探讨;邹林森;《光通信研究》;19931001(第3期);第34-37页，附图1-5 |
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