CN207908711U - 去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于岩土、结构体灾害预防监测领域，涉及一种分布式光纤变形监测传感器，尤其涉及一种去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构。包括分布式光纤传感器以及与分布式光纤传感器并行设置的分布式光纤温度传感器。本实用新型提供了一种测量结果准确可靠的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构。

Description

去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构

技术领域

本实用新型属于岩土、结构体灾害预防监测领域，涉及一种分布式光纤变形监测传感器，尤其涉及一种去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构。

背景技术

分布式光纤(光纤)传感技术是今年来一种新兴的监测技术，因其分布式、长距离、耐腐蚀等特点，已经在诸多基础设施中得到应用。分布式光纤(光纤)传感技术的监测原理是根据探测光在沿光纤长度上某一点的光谱频移来监测该点的变化，由于温度或应变都有可能造成的光谱频移，所以为了使得监测结果更加准确可靠，在研究岩土体、结构体等应变的变化时必须剔除分布式光纤传感器监测数据中温度造成的影响。

基于分布式光纤传感器高精度的应变响应特点，在剔除温度的条件下，布里渊频移量与该位置的应变值呈线性关系(一般为500MHZ/％，封装材料不同可能该数值有偏差)，据此可以得知沿光纤长度各位置的应变值。如果未经封装直接将分布式光纤传感器安装在岩土、结构等待监测体上，由于分布式光纤传感器的频移量对温度和应变同时敏感，所以在研究待监测体上的应变时，未剔除的温度造成的布里渊频移量会对监测结果的准确性造成很大影响，尤其是在研究深层土体或者结构的应变变化时，温度造成的影响更加明显。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种测量结果准确可靠的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构，其特征在于：所述去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构包括分布式光纤传感器以及与分布式光纤传感器并行设置的分布式光纤温度监测传感器。

作为优选，去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构还包括套装在分布式光纤传感器以及分布式光纤温度监测传感器外部的双孔卡盘。

作为优选，所述双孔卡盘包括分布式光纤传感器穿过孔以及分布式光纤温度监测传感器穿过孔；所述分布式光纤传感器穿过孔以及分布式光纤温度监测传感器穿过孔非同心设置；所述分布式光纤传感器穿过分布式光纤传感器穿过孔。

作为优选，所述双孔卡盘是一个或多个。

作为优选，所述双孔卡盘是多个时，多个双孔卡盘均布设置在分布式光纤传感器以及分布式光纤温度监测传感器外部。

作为优选，所述双孔卡盘是多个时，相邻两个双孔卡盘之间的距离不大于20cm。

作为优选，所述双孔卡盘是多个时，相邻两个双孔卡盘通过胶带连接。

作为优选，所述分布式光纤传感器包括光纤以及套装在光纤外部的光纤保护套。

作为优选，所述分布式光纤温度监测传感器包括光纤、光纤保护套以及宽松护套；所述光纤、光纤保护套以及宽松护套自内而外依次设置。

作为优选，所述宽松护套的内径至少是光纤保护套外径的1倍。

本实用新型的优点是：

本实用新型提供了一种去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构，该去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构包括分布式光纤传感器以及与分布式光纤传感器并行设置的分布式光纤温度监测传感器。本实用新型的目的是提出一种去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器封装结构。RTI(Removing TemperatureInterference)封装结构选用宽松护套对分布式光纤传感器进行保护制成分布式光纤温度监测传感器，然后将分布式光纤传感器和分布式光纤温度监测传感器平行且靠在一起安装于待测物体上。由于分布式温度传感器几乎不受应变的干扰，仅对温度响应，所以采集到的为沿光纤长度上各位置温度造成的频移。分布式光纤传感器采集到的为温度和应变综合作用下的频移。根据上述两条传感光纤采集数据的特点，将分布式光纤传感器上采集的数值减去分布式光纤温度监测传感器上相应位置的数值便为该位置应变的数值。具体而言，本实用新型具有如下优点：

1)采用宽松护套保护的分布式光纤传感器能够有效的排除应变造成的干扰，仅对温度敏感。将分布式光纤传感器上采集的数值减去分布式光纤温度监测传感器上相应位置的数值便为该位置应变的数值；

2)选用固定卡盘将分布式光纤温度监测传感器与分布式光纤传感器固定后，埋入土体中可以有效的与土体耦合在一起，确保协调变形。

附图说明

图1是本实用新型所提供的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构的结构示意图；

图2是本实用新型所采用的双控卡盘的侧视结构示意图；

其中：

1-分布式光纤传感器；2-分布式光纤温度监测传感器；3-双控卡盘；4-光纤；5-光纤保护套；6-宽松护套。

具体实施方式

下面结合附图实例对本实用新型做更一步的解释。

如图1所示，本实用新型提供了一种去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器封装结构，包括包括分布式光纤传感器1以及与分布式光纤传感器1并行设置的分布式光纤温度监测传感器2。为了将分布式光纤传感器1与分布式光纤温度监测传感器2有效的固定在一起，本实用新型所提供的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构还包括套装在分布式光纤传感器1以及分布式光纤温度监测传感器2外部的双孔卡盘3。参见图2，双孔卡盘 3包括分布式光纤传感器穿过孔以及分布式光纤温度监测传感器穿过孔；分布式光纤传感器穿过孔以及分布式光纤温度监测传感器穿过孔非同心设置；分布式光纤传感器穿过分布式光纤传感器穿过孔；双孔卡盘3是一个或多个，双孔卡盘3是多个时，多个双孔卡盘3均布设置在分布式光纤传感器1以及分布式光纤温度监测传感器2外部，双孔卡盘3是多个时，相邻两个双孔卡盘3之间的距离不大于20cm，双孔卡盘3是多个时，相邻两个双孔卡盘3通过胶带连接。

分布式光纤传感器1包括光纤4以及套装在光纤4外部的光纤保护套5；分布式光纤温度监测传感器2包括光纤4、光纤保护套5以及宽松护套6；光纤4、光纤保护套5以及宽松护套6自内而外依次设置；宽松护套6的内径至少是光纤保护套5外径的1倍。

本实用新型根据实际需求选择尺寸合适的分布式光纤传感器1、分布式光纤温度监测传感器2和双控卡盘3。在此选用成品分布式光纤传感器1，其尺寸为长2m，直径为0.9mm；分布式光纤温度监测传感器2内部的光缆尺寸与分布式光纤传感器1尺寸相同，外部为2mm 铠装护套，卡盘外径尺寸为6mm，内部开两个孔，直径为1mm和2.1mm。

本实用新型在具体制作时，将分布式光纤传感器1和分布式光纤温度监测传感器2平行拉直，将两者穿过双控卡盘3后固定，在固定时应确保两者平行且在同一平面上，避免两者发生缠绕，但也要注意避免用力过大发生内部断裂。在拉直时要确保两条线上受力大小相同。每隔一定距离安装一个双控卡盘3进行固定，间距应当根据室内试验及数值模拟进行标定确定最优的间距，确保监测结果的准确性，在此作者间距经过数值计算为20cm。在安装时，应该确保各个双控卡盘3的双孔分布在同一平面上，以确保分布式光纤传感器1与分布式光纤温度监测传感器2不发生相互缠绕。待所有的双控卡盘3固定好后，每两个双控卡盘之间用胶带固定，制成RTI-DFOS(Distributed Fiber Optical Sensoring)传感器。

分布式光纤传感器1和分布式光纤温度监测传感器2的长短及外径应根据待测岩土体或者结构体的尺寸决定。分布式光纤传感器1可以自行选择光纤4和光纤保护套5进行封装组成，也可以选用出厂时已将两者封装到一起的成品。分布式光纤温度监测传感器2由分布式光纤传感器1和宽松护套6组成，可以自行封装，也可以选用已经封装到一起的成品。双控卡盘3的直径大小应该根据分布式光纤传感器4和分布式光纤温度监测传感器5的直径之和再加上外部的富余尺寸决定。

本实用新型的工作原理是：本实用新型所提供的封装结构制成的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器，分布式光纤传感器1能够感测到沿光纤长度各个位置温度和应变的共同作用，分布式光纤温度监测传感器2不受应变的干扰，仅能够感测到沿光纤长度各个位置温度的作用，将前者各个位置感测到的值减去后者相应位置感测到的值，便能够得到沿光纤长度方向各个位置的应变值。

Claims (8)

1.一种去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构，其特征在于：所述去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构包括分布式光纤传感器（1）以及与分布式光纤传感器（1）并行设置的分布式光纤温度监测传感器（2）；

所述去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构还包括套装在分布式光纤传感器（1）以及分布式光纤温度监测传感器（2）外部的双孔卡盘（3）；

所述双孔卡盘（3）包括分布式光纤传感器穿过孔以及分布式光纤温度监测传感器穿过孔；所述分布式光纤传感器穿过孔以及分布式光纤温度监测传感器穿过孔非同心设置；所述分布式光纤传感器穿过分布式光纤传感器穿过孔。

2.根据权利要求1所述的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构，其特征在于：所述双孔卡盘（3）是一个或多个。

3.根据权利要求2所述的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构，其特征在于：所述双孔卡盘（3）是多个时，多个双孔卡盘（3）均布设置在分布式光纤传感器（1）以及分布式光纤温度监测传感器（2）外部。

4.根据权利要求3所述的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构，其特征在于：所述双孔卡盘（3）是多个时，相邻两个双孔卡盘（3）之间的距离不大于20cm。

5.根据权利要求4所述的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构，其特征在于：所述双孔卡盘（3）是多个时，相邻两个双孔卡盘（3）通过胶带连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构，其特征在于：所述分布式光纤传感器（1）包括光纤（4）以及套装在光纤（4）外部的光纤保护套（5）。

7.根据权利要求6所述的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构，其特征在于：所述分布式光纤温度监测传感器（2）包括光纤（4）、光纤保护套（5）以及宽松护套（6）；所述光纤（4）、光纤保护套（5）以及宽松护套（6）自内而外依次设置。

8.根据权利要求7所述的去除温度干扰的分布式光纤变形监测传感器的封装结构，其特征在于：所述宽松护套（6）的内径至少是光纤保护套（5）外径的1倍。