CN108871386A - 一种贴片式光纤传感器保护装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种贴片式光纤传感器保护装置及其安装方法，包括传感器保护罩和两个金属金属套管，其中，每个金属套管的一端与传感器保护罩的侧面连接，使得两个金属套管分别与保护罩内部连通；在安装所述装置时，传感器保护罩罩住光纤传感器，传感器部位用黏性防护腻子和铝箔覆盖，光纤传感器的两条尾纤分别穿装于两个金属套管中。通过光纤传感器保护罩保护光纤传感器的本体，通过黏性防护腻子和铝箔覆盖使传感器安装部位与空气隔绝，通过两个与传感器保护罩连通的金属套管保护光纤传感器的尾纤，并在实际应用中与光纤传感器一起安装在钢结构表面的被监测点上，能够实现对大多数贴片式光纤传感器的全面保护，延长了传感器的使用寿命。

Description

一种贴片式光纤传感器保护装置及其安装方法

技术领域

本发明实施例涉及光纤传感技术领域，更具体地，涉及一种贴片式传感器保护装置及其安装方法。

背景技术

随着光纤传感技术的飞速发展，光纤传感器作为结构监测中的首选监测元件已被广泛使用在各种大型钢结构的安全监测中，如大型场馆、大型装备、海洋石油平台、大型船体结构、大跨度桥梁等结构监测中。在钢结构安全监测过程中，传感器基本上采用胶粘工艺安装于结构表面，暴露在空气中，由于建造期的多工序粗放施工和运营期的恶劣环境，往往会导致已安装的传感器容易被机械损坏和环境腐蚀，使光纤传感器过早的被损坏和失效。一旦用于监测的光纤传感器被损坏或者过早失效就有可能使决策结构安全的重要监测数据信息被丢失，对结构的安全评估造成严重的安全隐患或者事故。所以，必须在用于监测的光纤传感器损坏时对其进行及时修复。

但是，传感器的安装通常与钢结构的建造施工同步进行，一来不必再去破坏原有的结构防护层，二来可借助施工期的开放空间和作业平台便于施工安装。在钢结构完工后的运营期，由于测点的需要，很多传感器被处于高空、狭小空间、被结构件遮挡或者危险区域，而此时对于传感器的更换和维修，受作业条件限制，将显得极其困难，即便是能创造维修条件，也势必将付出巨大的人力、物力和资金的代价。

发明内容

本发明实施例提供了一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的贴片式传感器保护装置及其方法。

一方面本发明实施例提供了一种贴片式光纤传感器保护装置，所述装置包括：传感器保护罩和两个金属套管，其中，

每个金属套管的一端与所述传感器保护罩的侧面连接，使得所述两个金属套管分别与所述保护罩内部连通；

在安装所述装置时，所述传感器保护罩罩住光纤传感器，所述光纤传感器的两条尾纤分别穿装于所述两个金属套管中。

进一步地，所述装置还包括两个转接头，每个转接头主体为圆柱形，其一端设置有法兰结构，所述法兰结构至另一端之间设置有外螺纹，其内部设置有沿轴线方向的通孔；

每个转接头的法兰结构通过焊接与所述传感器保护罩的侧面连接，每个转接头的外螺纹与一个金属套管一端的内螺纹连接，使得所述两个金属套管分别与所述保护罩内部连通。

进一步地，所述装置还包括多个保护罩基座，每个保护罩基座上设置有一个螺纹孔，所述传感器保护罩通过多个与所述螺纹孔相配套的螺丝与所述多个保护罩基座连接；

在安装所述装置时，所述多个保护罩基座与钢结构表面紧固连接。

进一步地，所述传感器保护罩包括保护罩盖和保护罩体，所述保护罩盖和所述保护罩体通过多个螺栓连接。

进一步地，所述装置还包括两个管卡和两个管卡基座，每个管卡基座上设置有两个螺纹孔，且所述两个螺纹孔之间的间距大于所述金属套管的直径，每个管卡上设置有对应于所述两个螺纹孔的通孔，所述两个管卡分别套装在所述两个金属套管上并通过螺栓分别与对应的管卡基座的螺纹连接。

另一方面本发明实施例提供了一种贴片式光纤传感器保护装置的安装方法，所述方法包括：

将光纤传感器通过脉冲点焊安装在钢结构表面的监测点；

采用所述传感器保护罩罩住所述光纤传感器，将所述光纤传感器的两条尾纤分别穿装于所述两个金属套管中；

采用黏性防护腻子先将光纤传感器部位覆盖，再将铝箔覆盖到黏性防护腻子上；

将所述传感器保护罩与所述钢结构表面紧固连接，分别将所述两个金属套管与所述钢结构表面紧固连接。

本发明实施例提供的一种贴片式传感器保护装置及其安装方法，通过保护装置中的光纤传感器保护罩保护光纤传感器的本体，通过两个与传感器保护罩连通的金属套管保护光纤传感器的尾纤，并在实际应用中与光纤传感器一起安装在钢结构表面的被监测点上，能够实现对大多数贴片式光纤传感器的全面保护。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种贴片式光纤传感器保护装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中转接头的三视图；

图3为本发明实施例中保护罩盖三视图；

图4为本发明实施例中保护罩体的三视图；

图5为本发明实施例中管卡的三视图；

图6为本发明实施例中管卡基座的三视图；

图7为本发明实施例提供的一种贴片式光纤传感器保护装置的安装方法的流程图；

附图标记：

1-传感器保护罩； 2-保护罩盖与罩体连接螺栓；

3-转接头； 4-金属套管；

5-管卡； 6-传感器；

7-管卡基座； 8-保护罩基座；

9-钢结构表面； 10-尾纤；

11-黏性防护腻子； 12-铝箔；

13-保护罩盖； 14-保护罩体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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地描述，显然，所描述的实施例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做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。

图1为本发明实施例提供的一种贴片式光纤传感器保护装置的结构示意图，如图1所示，所述装置包括：传感器保护罩1和两个金属套管4，其中，

每个金属套管4的一端与所述传感器保护罩1的侧面连接，使得所述两个金属套管4分别与所述保护罩1内部连通；

在安装所述装置时，所述传感器保护罩1罩住光纤传感器6，所述光纤传感器的两条尾纤10分别穿装于所述两个金属套管4中。黏性防护腻子11先将传感器6部位覆盖，然后再将铝箔12覆盖到防护腻子上；

其中，所述金属套管4可以为不锈钢编制软管，使金属套管4具有一定的柔性，使得穿装与其中的光纤传感器6的尾纤10有较好的弯曲性和抗压性。所述防护腻子11和铝箔12具有较强的黏性和密封防水性以及抗腐蚀性。

具体地，在对钢结构表面9进行监测时，光纤传感器的布置位置一般都已事先选定，光纤传感器保护装置用于保护光纤传感器的本体以及其尾纤不受机械损坏。所述装置的保护罩1将光纤传感器的本体罩住，再用防护腻子11和铝箔12将传感器部位覆盖，一方面保证其不受外物的撞击而损坏，另一方面防止其暴露在空气中而被腐蚀。所述装置的两个金属套管4用于将光纤传感器的尾纤穿装于其中，在保护光纤传感器尾纤不受损坏的同时，也能够保证光纤传感器尾纤信号传输时的正常光学性能。在具体安装时，所述装置的光纤保护罩和两根金属套管都分别与钢结构表面紧固连接。

可以理解地，可以在同一个钢结构表面上同时布置多个所述装置，以实现对多个监测点上的光纤传感器的保护。在此使用环境下，可以根据各监测点之间的距离来设置金属套管的长度。

本发明实施例提供的一种贴片式光纤传感器保护装置，通过保护装置中的光纤传感器保护罩保护光纤传感器的本体，通过黏性防护腻子和铝箔覆盖使传感器安装部位与空气隔绝，通过两个与传感器保护罩连通的金属套管保护光纤传感器的尾纤，并在实际应用中与光纤传感器一起安装在钢结构表面的被监测点上，能够实现对大多数贴片式光纤传感器的全面保护，延长了传感器的使用寿命。

基于上述实施例，所述装置还包括两个转接头3，如图2所示，每个转接头3主体为圆柱形，其一端设置有法兰结构，所述法兰结构至另一端之间设置有外螺纹，其内部设置有沿轴线方向的通孔；

每个转接头3的法兰结构通过焊接与所述传感器保护罩的侧面连接，每个转接头3的外螺纹与一个金属套管4一端的内螺纹连接，使得所述两个金属套管4分别与所述保护罩内部连通。

具体地，在传感器保护罩1的侧面开有两个孔，用于两个转接头3，转接头3法兰结构一端通过焊接与传感器保护罩1的侧面连接，转接头3带有外螺纹的一端伸出传感器保护罩1；在每个金属套管4的一端的都设置有与转接头3外螺纹适配的内螺纹，每个金属套管4通过螺纹与转接头3连接，再通过转接头3的通孔与传感器保护罩1内部连通。

通过设置转接头3，使得金属套管4与传感器保护罩1之间的连接和拆卸更加灵活方便，进一步便于实际应用中的施工操作。

基于上述实施例，所述装置还包括多个保护罩基座8，每个保护罩基座8上设置有一个螺纹孔，所述传感器保护罩1通过多个与所述螺纹孔相配套的螺丝与所述多个保护罩基座8连接；

在安装所述装置时，所述多个保护罩基座8与钢结构表面紧固连接。

具体地，所述保护罩基座8一般设置为圆柱形，起支撑传感器保护罩1作用的同时，将传感器保护罩1与钢结构表面9连接。通过设置保护罩基座8，在实际施工操作时，先固定保护罩基座8的位置，而无需直接固定体积较大的传感器保护罩1，更加方便。

基于上述实施例，所述传感器保护罩1包括保护罩盖13和保护罩体14，所述保护罩盖13和所述保护罩体14通过多个保护罩盖与罩体连接螺栓2连接。

具体地，如图3-4所示将传感器保护罩1设置成分体的保护罩盖13和保护罩体14，使得在实际施工操作时更加方便的安装传感器保护罩1；同时，在后期对传感器保护罩1中的光纤传感器进行维护或维修时，无需拆卸整个传感器保护罩1，只需拆卸保护罩盖13即可完成，更加方便。

基于上述实施例，所述装置还包括两个管卡5和两个管卡基座7，每个管卡基座7上设置有两个螺纹孔，且所述两个螺纹孔之间的间距大于所述金属套管4的直径，每个管卡5上设置有对应于所述两个螺纹孔的通孔，所述两个管卡分别套装在所述两个金属套管4上并通过螺栓分别与对应的管卡基座7的螺纹连接。

具体地，如图5-6所示，管卡5和管卡基座7配合使用，用于将金属套管4与钢结构表面9紧固连接，其中，管卡基座7可通过焊接与钢结构表面连接。通过使用管卡5和管卡基座7可以使金属套管4安装后更稳定。

可以理解地，在固定金属套管4时，所使用的管卡5和管卡基座7的对数可根据金属套管4的实际长度来确定，不限于每个金属套管4只使用一对管卡5和管卡基座7。

图7为本发明实施例提供的一种贴片式光纤传感器保护装置的安装方法的流程图，如图7所示，所述方法包括：

S1，将光纤传感器通过脉冲点焊安装在钢结构表面的监测点；

S2，采用所述传感器保护罩罩住所述光纤传感器，将所述光纤传感器的两条尾纤分别穿装于所述两个金属套管中；

S3，采用黏性防护腻子先将光纤传感器部位覆盖，再将铝箔覆盖到黏性防护腻子上；

S4，将所述传感器保护罩与所述钢结构表面紧固连接，分别将所述两个金属套管与所述钢结构表面紧固连接。

具体地，所述装置的安装过程包括：a)用打磨机将传感器保护罩基座安装处打磨平整，并将基座焊接在指定处；b)把同一测点处的几个光纤传感器用光纤熔接机熔接并用热缩管保护熔接点；c)将两个金属套管与保护罩用转接头连接，连接光缆穿过金属套管到传感器保护罩内，用光纤熔接机将光缆和传感器尾纤熔接，并用热缩管保护熔接点；d)用打磨机将传感器安装点打磨平整光滑，将传感器保护罩用螺丝安装在保护罩基座上；e)用无水酒精棉球将传感器安装点擦拭干净，将光纤传感器脉冲点焊在钢结构上；f)用手揉搓腻子并按压成面积稍大于传感器且厚度为1～2mm薄片，均匀覆盖在传感器上，然后将面积稍大于腻子面积的铝箔覆盖在腻子上，并用手稍微用力按压平整；g)在腻子和铝箔没有覆盖的地方刷一层防护漆，保护钢结构表面不被锈蚀；h)用螺丝和垫片将保护罩盖固定保护罩体上；i)用打磨机打磨好管卡基座安装点，将管卡基座焊接在钢结构上，用管卡、螺丝将不锈钢管固定在管卡基座上，完成整个传感器保护装置的安装。

其中，所述装置可包括四个保护罩基座，四个保护罩基座的安装流程一般包括：a)确定图纸安装位置；b)对四个底座焊接点进行打磨清洁；c)将四个底座分别套在工装夹具的四个定位销上；d)将工装夹具按压在钢结构打磨部位；e)用电焊机依次对四个底座进行单点点焊固定；f)取下工装夹具；g)对底座进行加固点焊，使每个底座三点焊接；h)检查焊接质量，对虚焊、开裂焊点进行补焊；i)对焊接点刷漆进行保护。

本发明实施例提供的一种贴片式光纤传感器保护装置的安装方法，通过保护装置中的光纤传感器保护罩保护光纤传感器的本体，通过黏性防护腻子和铝箔覆盖使传感器安装部位与空气隔绝，通过两个与传感器保护罩连通的金属套管保护光纤传感器的尾纤，并在实际应用中与光纤传感器一起安装在钢结构表面的被监测点上，能够实现对大多数贴片式光纤传感器的全面保护，延长了传感器的使用寿命，且操作方便简单。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种贴片式光纤传感器保护装置，其特征在于，所述装置包括：传感器保护罩和两个金属套管，其中，

每个金属套管的一端与所述传感器保护罩的侧面连接，使得所述两个金属套管分别与所述保护罩内部连通；

在安装所述装置时，所述传感器保护罩罩住光纤传感器，所述光纤传感器的两条尾纤分别穿装于所述两个金属套管中。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还包括两个转接头，每个转接头主体为圆柱形，其一端设置有法兰结构，所述法兰结构至另一端之间设置有外螺纹，其内部设置有沿轴线方向的通孔；

每个转接头的法兰结构通过焊接与所述传感器保护罩的侧面连接，每个转接头的外螺纹与一个金属套管一端的内螺纹连接，使得所述两个金属套管分别与所述保护罩内部连通。

3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还包括多个保护罩基座，每个保护罩基座上设置有一个螺纹孔，所述传感器保护罩通过多个与所述螺纹孔相配套的螺丝与所述多个保护罩基座连接；

在安装所述装置时，所述多个保护罩基座与钢结构表面紧固连接。

4.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述传感器保护罩包括保护罩盖和保护罩体，所述保护罩盖和所述保护罩体通过多个螺栓连接。

5.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还包括两个管卡和两个管卡基座，每个管卡基座上设置有两个螺纹孔，且所述两个螺纹孔之间的间距大于所述金属套管的直径，每个管卡上设置有对应于所述两个螺纹孔的通孔，所述两个管卡分别套装在所述两个金属套管上并通过螺栓分别与对应的管卡基座的螺纹连接。

6.一种如权利要求1-5任一项所述贴片式光纤传感器保护装置的安装方法，其特征在于，所述方法包括：

将光纤传感器通过脉冲点焊安装在钢结构表面的监测点；

采用所述传感器保护罩罩住所述光纤传感器，将所述光纤传感器的两条尾纤分别穿装于所述两个金属套管中；

采用黏性防护腻子先将光纤传感器部位覆盖，再将铝箔覆盖到黏性防护腻子上；

将所述传感器保护罩与所述钢结构表面紧固连接，分别将所述两个金属套管与所述钢结构表面紧固连接。