CN209802534U

CN209802534U - 一种用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置

Info

Publication number: CN209802534U
Application number: CN201920726915.9U
Authority: CN
Inventors: 吴建芳; 朱建朝; 张罗丹; 王维国; 官华
Original assignee: Ningbo Traffic Construction Engineering Test Center Co Ltd
Current assignee: Ningbo Traffic Construction Engineering Test Center Co Ltd
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2019-05-21
Publication date: 2019-12-17
Anticipated expiration: 2029-05-21

Abstract

本实用新型公开了一种用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置，它能广泛适用于布里渊、拉曼等各种分布式传感系统，其结构主要包括加热片、温控器、电池和测温单元等，并且温控器分别连接加热片、电池和测温单元，该加热片同时又与电池连接；这是一种简单有效的温控加热装置，它解决了现有传感光缆位置定位信息困难的缺陷，既实现了对传感光缆局部位置点的快速加热，又能够准确控制加热温度，同时还避免对光缆造成破坏，并具有升温速度快、加热效率高、结构简单、操作方便、可重复利用、电压低安全性好、无辐射、使用寿命长等特点，故更好的保证了传感光缆位置定位的准确性，从而为分布式传感光缆的位置定位提供了一种新型的方法。

Description

一种用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置

技术领域

本实用新型涉及分布式光纤传感技术领域，具体是指一种分布式传感光缆在结构表面加装固定后，能够对传感光缆进行局部快速加热并确定位置点的便携式温控定位装置。

背景技术

分布式光纤传感是一种新型传感方法，其中光纤作为传感介质，将其布设于物体表面或内部，可测得物体表面或内部的应变及温度分布情况。与传统监测手段相比，分布式光纤传感技术具有：

一、可准确给出每个传感光缆所及的任何位置点处的应变情况，避免因理论建模推算引起的误差；

二、可对结构体的应变情况进行准确定位，方便排查异常应变处的受力情况，排查故障；

三、采用通讯光缆，使传感器的成本大幅下降；

四、一旦光缆受到破坏，方便用OTDR等技术对光缆受损位置进行定位并维修；

五、与电阻式、振弦式等非光纤监测方案比，分布式光纤应变监测系统，实现了光电分离，传感端无电，故抗电磁干扰能力强，适用于煤矿、油田、电厂、炼油厂、炼钢炉等防爆、辐射、高温、危险场所。

然而，当分布式传感光缆安装完成后，由于被测结构物尺度较大，而且光缆距离长，很难将光缆上测量得到的位置、应变和温度信息与被测结构相对应；因此，就需要采用一种特殊的手段将光缆的位置信息和被测结构物的尺度信息进行对应。

但是，目前国内对于分布式传感光缆的位置信息定位还未有相关的专利，主要还是采用人为手拉或者热水加热的方式进行定位，这样的操作效率低，很难应用于实际工程中。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有传感光缆位置定位信息困难的缺陷，而提供了能快速定位的一种应用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置，它能实现对传感光缆局部位置点的快速加热，同时还避免对光缆造成破坏，并具有操作简单方便、可以重复利用等优点。

本实用新型的技术问题通过以下技术方案实现：

一种用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置，所述的温控定位装置包括加热片、温控器、电池和测温单元；所述的温控器分别连接加热片、电池和测温单元，该加热片同时又与电池连接。

所述的加热片设有若干个，该若干个加热片采用多级级联而成。

所述的加热片采用碳纤维加热布。

所述的温控器具备温度设置和温度数码显示的功能，温度可控精度为1℃。

所述的测温单元采用铂电阻，该测温单元反馈当前加热片的环境温度，所述的电池负责给温控器和加热片提供电源。

所述的电池采用可充电锂电池装置。

与现有技术相比，本实用新型主要设计了一款由加热片、温控器、电池和测温单元等构成的温控定位装置，并且温控器分别连接加热片、电池和测温单元，该加热片同时又与电池连接；这是一种简单有效的温控加热装置，它解决了现有传感光缆位置定位信息困难的缺陷，既实现了对传感光缆局部位置点的快速加热，又能够准确控制加热温度，同时还避免对光缆造成破坏，并具有升温速度快、加热效率高、结构简单、操作方便、可重复利用、电压低安全性好、无辐射、使用寿命长等特点，故更好的保证了传感光缆位置定位的准确性，从而为分布式传感光缆的位置定位提供了一种新型的方法。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将按上述附图对本实用新型实施例再作详细说明。

如图1所示，1.加热片、2 .温控器、3.电池、4测温单元。

一种用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置，如图1所示，涉及分布式光纤传感技术领域，主要是由加热片1、温控器2、电池3和测温单元4这四个部分构成，且温控器2分别连接加热片1、电池3和测温单元4，该加热片1同时又与电池3连接。

其中，加热片1设有若干个，并采用碳纤维加热布（不限其他加热材料）制成，而碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、抗疲劳、耐腐蚀、防水、抗蠕变、导电、导热等诸多优异性能，为了增强加热效果，本实施例将三个加热片1采用多级级联的方案，大大提高了加热效率。

所述的温控器2具备温度设置和温度数码显示的功能，操作简单方便，温度可控精度为1℃（不限其他指标），可快速调节到所需设定的温度值，最高可调节到70℃（不限其他指标），还能通过温度数码显示实时了解当前加热片的加热温度。

所述的电池3采用可充电锂电池装置（不限其他类型），电池容量可达4000mAh（不限其他指标），而这种大容量电池可多次充放电，一次充电即可满足长期使用，且电池主要负责给温控器和加热片提供电源。

所述的测温单元4采用铂电阻pt100，而铂电阻具有测温精度高、量程大、速度快、体积小、重量轻等使用优点，测温单元能够反馈当前加热片的环境温度。

该便携式温控定位装置的具体使用流程如下：

（1）将加热片1按压、或者包裹固定在传感光缆上，将测温单元4放置到加热片1和传感光缆中间。

（2）测量加热前传感光缆上的初始温度信息。

（3）打开温控器2开关，调节到所需要设定的温度值，3-5分钟即可达到设定温度。

（4）测量加热后传感光缆上的温度信息。

（5）对比加热前后传感光缆的温度异常量，就可以定位传感光缆的实际位置点。

对于布里渊光纤传感系统，可以对比测温前后传感光缆的布里渊频移变化量即可定位传感光缆的位置信息；对于拉曼测量系统，可以定位传感光缆上温度异常变化位置点即可定位传感光缆的位置信息。

布里渊光纤传感系统：

ΔT为温度变化量，C ₀为温度系数，Δf为频移变化量；

拉曼光纤传感系统：

ΔT为温度变化量，C ₁为温度系数，ΔL为光强变化量。

本实用新型主要针对传感光缆加装后位置信息的定位而开发了一种简单有效的温控加热装置，它可用于BOTDR、BOTDA、BOFDA 以及ROTDR等分布式光纤传感技术的光缆位置定位中，能够准确控制加热温度和具备数码显示功能，而且重量轻、便携性好，适用于野外工程，并具有升温速度快、加热效率高、结构简单、操作方便、可重复利用、电压低安全性好、无辐射、使用寿命长等特点，有效保证了传感光缆位置定位的准确性，从而为分布式传感光缆的位置定位提供了一种新型的方法。

本实用新型不局限于上述实施方式，不论在其形状或材料构成上作任何变化，凡是采用本实用新型所提供的结构设计，都是本实用新型的一种变形，均应认为在本实用新型保护范围之内。

Claims

1.一种用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置，其特征在于所述的温控定位装置包括加热片（1）、温控器（2）、电池（3）和测温单元（4）；所述的温控器（2）分别连接加热片（1）、电池（3）和测温单元（4），该加热片（1）同时又与电池（3）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置，其特征在于所述的加热片（1）设有若干个，该若干个加热片（1）采用多级级联而成。

3.根据权利要求2所述的一种用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置，其特征在于所述的加热片（1）采用碳纤维加热布。

4.根据权利要求1所述的一种用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置，其特征在于所述的温控器（2）具备温度设置和温度数码显示的功能，温度可控精度为1℃。

5.根据权利要求1所述的一种用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置，其特征在于所述的测温单元（4）采用铂电阻，该测温单元（4）反馈当前加热片（1）的环境温度，所述的电池（3）负责给温控器（2）和加热片（1）提供电源。

6.根据权利要求1所述的一种用于分布式光纤传感的便携式温控定位装置，其特征在于所述的电池（3）采用可充电锂电池装置。