RU133303U1

RU133303U1 - FIBER OPTICAL SENSOR FOR DISTRIBUTING LONGITUDINAL DEFORMATIONS

Info

Publication number: RU133303U1
Application number: RU2013126133/28U
Authority: RU
Inventors: Борис Васильевич Авдеев; Александр Владимирович Гречанов; Александр Николаевич Наумов; Максим Алексеевич Солодянкин
Original assignee: ЗАО "Лазер Солюшенс"
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2013-10-10

Abstract

1. Волоконно-оптический сенсор распределения продольных деформаций, содержащий, по меньшей мере, одно чувствительное оптическое волокно в плотном полимерном покрытии, одинаковые прямые продольные силовые элементы, наружную защитную полимерную оболочку, отличающийся тем, что оптическое волокно жестко связано посредством полимерного покрытия с наружной защитной полимерной оболочкой, имеющей широкую сторону, обеспечивающую механический контакт с объектом мониторинга, причем для защиты оптического волокна от раздавливающей нагрузки, действующей перпендикулярно широкой стороне наружной оболочки, волокно расположено между силовыми элементами совместно с последними в плоскости, параллельной широкой стороне наружной оболочки.2. Сенсор по п.1, отличающийся тем, что поперечный размер силовых элементов превышает диаметр плотного полимерного покрытия оптического волокна.3. Сенсор по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение защитной полимерной оболочки имеет прямоугольную форму.4. Сенсор по п.1, отличающийся тем, что сенсор содержит четное число продольных силовых элементов, расположенных центрально симметрично относительно оптического волокна.5. Сенсор по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение силового элемента имеет круглую форму.6. Сенсор по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что защитная полимерная оболочка содержит две симметричные относительно оптического волокна продольные борозды на внешних сторонах, в местах минимальной ее толщины, позволяющих освобождать волокно в буферном покрытии раздвиганием в стороны силовых элементов.7. Сенсор по любому пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве силовых1. Fiber-optic sensor for the distribution of longitudinal deformations, containing at least one sensitive optical fiber in a dense polymer coating, the same direct longitudinal power elements, an external protective polymer sheath, characterized in that the optical fiber is rigidly connected via a polymer coating with an external protective a polymer shell having a wide side, providing mechanical contact with the monitoring object, and to protect the optical fiber from crushing load, d ystvuyuschey perpendicularly to the broad side of the outer sheath, the fiber is disposed between the strength members together with the latter in a plane parallel to the wide side of the outer obolochki.2. The sensor according to claim 1, characterized in that the transverse size of the power elements exceeds the diameter of the dense polymer coating of the optical fiber. The sensor according to claim 1, characterized in that the cross section of the protective polymer shell has a rectangular shape. The sensor according to claim 1, characterized in that the sensor contains an even number of longitudinal power elements arranged centrally symmetrically with respect to the optical fiber. The sensor according to claim 1, characterized in that the cross section of the power element has a circular shape. A sensor according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the protective polymer shell contains two longitudinal grooves symmetrical with respect to the optical fiber on the outer sides, in places of its minimum thickness, allowing the fiber to be released in the buffer coating by pushing the power elements to the sides. The sensor according to any one of claims 1 and 2, characterized in that as a power

Description

Полезная модель относится к сенсорам, а именно к конструкциям волоконно-оптических сенсоров на основе регистрации распределения параметров тонкой структуры рассеянного оптического излучения.The invention relates to sensors, namely, to designs of fiber-optic sensors based on recording the distribution of the fine structure parameters of scattered optical radiation.

Известны волоконно-оптические датчики распределения механического напряжения (растяжения), на основе регистрации сдвига частоты рассеянного излучения (эффект Мандельштама-Бриллюэна) (URL: http://www.lscom.ru/art2.html, http://neparu.com/brugg_files/10_sensoring/01_web_sens_tech_ru.pdf, http://www.sedatec.org/ru/products/863951/863952/864017/, дата обращения 13/05/2013), у которых само оптическое волокно на всем его протяжении представляет собой непрерывный распределенный чувствительный элемент.Known fiber-optic sensors for the distribution of mechanical stress (tension), based on the registration of the frequency shift of the scattered radiation (Mandelstam-Brillouin effect) (URL: http://www.lscom.ru/art2.html, http://neparu.com/ brugg_files / 10_sensoring / 01_web_sens_tech_ru.pdf, http://www.sedatec.org/ru/products/863951/863952/864017/, access date 13/05/2013), in which the optical fiber itself is continuous throughout its length distributed sensing element.

Известен волоконно-оптический сенсор деформации, предназначенный для использования в распределенных волоконно-оптических системах мониторинга (4-th International Conference on Structural Health Monitoring on Intelligent Infrastructure (международная конференция SHMII-4) 2009, 22-24 июля, Цюрих, Швейцария доклад M. Iten, F. Ravet, M. Nikles, M. Facchini, T. Hertig, D. Hauswirth, A. Puzrin «Soil-embedded fiber optic strain sensor for detection of differential soil displacement»). Сенсор состоит из оптического волокна, покрытого армирующими покрытиями в числе которых, есть продольно сваренная встык трубка из нержавеющей стали, герметично запечатывающая оптическое волокно и повышающая стойкость сенсора к раздавливанию, проволочная броня из круглых стальных проволок для обеспечения высокой прочности сенсора на растяжение и его защиты от грызунов, герметичная защитная полимерная оболочка.Known fiber-optic strain sensor for use in distributed fiber-optic monitoring systems (4-th International Conference on Structural Health Monitoring on Intelligent Infrastructure (international conference SHMII-4) 2009, July 22-24, Zurich, Switzerland report M. Iten, F. Ravet, M. Nikles, M. Facchini, T. Hertig, D. Hauswirth, A. Puzrin "Soil-embedded fiber optic strain sensor for detection of differential soil displacement"). The sensor consists of optical fiber coated with reinforcing coatings, including a longitudinally butt-welded stainless steel tube, hermetically sealing the optical fiber and increasing the resistance to crushing of the sensor, wire armor made of round steel wires to ensure high tensile strength of the sensor and to protect it from rodents, hermetic protective polymer shell.

Традиционные методы повышения стойкости конструкции протяженного сенсора к раздавливающим нагрузкам связаны с применением армирующих покрытий в виде спиралей, обмоток, оплеток, что может приводить к неравномерным по длине воздействиям со стороны армирующих покрытий на чувствительный элемент сенсора - оптическое волокно. Как следствие, эти неравномерные по длине воздействия приводят к артефактам измерения - неравномерным по длине деформациям, которые не связаны с измеряемой деформацией объекта мониторинга и ведут к увеличению погрешности измерения.The traditional methods of increasing the resistance of the design of an extended sensor to crushing loads are associated with the use of reinforcing coatings in the form of spirals, windings, braids, which can lead to uneven lengths of reinforcing coatings on the sensor element - optical fiber. As a result, these effects that are non-uniform in length lead to measurement artifacts - deformations uneven in length, which are not related to the measured deformation of the monitoring object and lead to an increase in the measurement error.

Наиболее близкой к заявленной полезной модели (прототипом), из числа известных по совокупности признаков, является высокочувствительный волоконно-оптический сенсор распределения деформации, содержащий оптическое волокно, армирующее покрытие, в виде продольных силовых элементов вокруг оптического волокна, и наружную защитную полимерную оболочку (патент на полезную модель РФ №123526 U1, опубл. 27.12.2012).Closest to the claimed utility model (prototype), among the known by the combination of features, is a highly sensitive fiber-optic strain distribution sensor containing an optical fiber, a reinforcing coating, in the form of longitudinal force elements around the optical fiber, and an external protective polymer shell (patent for Utility Model of the Russian Federation No. 123526 U1, publ. 12/27/2012).

К недостатку данного технического решения следует отнести небольшую стойкость сенсора к раздавливающим нагрузкам, не способную противостоять необходимому сдавливанию как в процессе монтажа сенсора на поверхности объекта мониторинга, так и в процессе последующей эксплуатации. Недостаточная стойкость к раздавливающим нагрузкам объясняется перемещением, под действием нагрузки, одного из силовых элементов между двух других, приводящим к давлению на оптическое волокно. К дополнительному недостатку прототипа следует отнести неприспособленность его конструкции для монтажа на поверхности объекта мониторинга, так как его наружная защитная полимерная оболочка не имеет широкой стороны, которая могла бы упростить монтаж, например, методом приклейки. Недостатком прототипа является также и сложность разделки волоконно-оптического сенсора до оптического волокна, так как у него отсутствуют элементы конструкции, облегчающие его разделку.The disadvantage of this technical solution is the small resistance of the sensor to crushing loads, which is not able to withstand the necessary compression both during the installation of the sensor on the surface of the monitoring object and during subsequent operation. The insufficient resistance to crushing loads is explained by the displacement, under the action of the load, of one of the strength elements between the other two, leading to pressure on the optical fiber. An additional disadvantage of the prototype should be attributed to the inadequacy of its design for mounting on the surface of the monitoring object, since its external protective polymer shell does not have a wide side that could simplify installation, for example, by gluing. The disadvantage of the prototype is also the complexity of cutting the fiber optic sensor to optical fiber, since it lacks structural elements that facilitate its cutting.

Недостатком прототипа является и малый диапазон допустимых деформаций, который органичен упругими свойствами силовых элементов. В частности, для силового элемента из трех проволок, с указанным в описании прототипа диаметром 1,6 мм, диапазон упругих деформаций ограничен 0,6%. Диаметр проволоки, в свою очередь, определяется диаметром полимерного покрытия оптического волокна 0,25 мм.The disadvantage of the prototype is the small range of permissible deformations, which is organic by the elastic properties of the power elements. In particular, for a power element of three wires, with a diameter of 1.6 mm specified in the description of the prototype, the range of elastic deformations is limited to 0.6%. The diameter of the wire, in turn, is determined by the diameter of the polymer coating of the optical fiber 0.25 mm

Недостатками прототипа является также слабая механическая связь наружной защитной полимерной оболочки с силовыми элементами и слабое закрепление наружной защитной полимерной оболочки на объекте мониторинга, что может привести к повреждению сенсора в процессе эксплуатации в задаче мониторинга деформации объекта, так как сенсор крепится к объекту мониторинга за наружную оболочку.The disadvantages of the prototype is also the weak mechanical connection of the outer protective polymer shell with power elements and the weak fixing of the outer protective polymer shell at the monitoring object, which can lead to damage to the sensor during operation in the task of monitoring the deformation of the object, since the sensor is attached to the monitoring object for the outer shell .

Поставленная задача состоит в разработке конструкции волоконно-оптического сенсора деформации растяжения, в первую очередь, максимально стойкого к действию раздавливающих нагрузок. Технический результат достигается тем, что в известном волоконно-оптическом сенсоре распределения продольных деформаций, содержащем, по меньшей мере, одно чувствительное оптическое волокно в плотном полимерном покрытии, одинаковые прямые продольные силовые элементы, наружную защитную полимерную оболочку, согласно заявленной полезной модели оптическое волокно жестко связано посредством полимерного покрытия с наружной защитной полимерной оболочкой, имеющей широкую сторону, обеспечивающую механический контакт с объектом мониторинга, причем для защиты оптического волокна от раздавливающей нагрузки, действующей перпендикулярно широкой стороне наружной оболочки, волокно расположено между силовыми элементами совместно с последними в плоскости, параллельной широкой стороне наружной оболочки.The task is to develop the design of a fiber optic tensile strain sensor, first of all, the most resistant to crushing loads. The technical result is achieved by the fact that in the known fiber-optic sensor for the distribution of longitudinal deformations, containing at least one sensitive optical fiber in a dense polymer coating, the same direct longitudinal power elements, the outer protective polymer shell, according to the claimed utility model, the optical fiber is rigidly connected by means of a polymer coating with an external protective polymer shell having a wide side providing mechanical contact with the object , And to protect the optical fiber from the crushing load acting perpendicularly to the broad side of the outer sheath, the fiber is disposed between the strength members together with the latter in a plane parallel to the wide side of the outer shell.

Максимальная эффективность защиты от раздавливающей нагрузки достигается в случае, когда внутри плотной наружной защитной полимерной оболочки, например, прямоугольного сечения, в геометрическом центре которого располагается оптическое волокно в плотном полимерном покрытии, симметрично по обеим сторонам от оптического волокна располагаются два, четыре и т.д. круглых силовых элемента с диаметром, превышающим диаметр плотного полимерного покрытия оптического волокна. В качестве силовых элементов может быть использована стальная калиброванная проволока или стеклопластиковые либо арамидопастиковые прутки. Для лучшей связи с защитной оболочкой силовые элементы могут быть дополнительно покрыты составом, повышающим адгезию к полимеру, например, этилакрилатным сополимером. Для улучшения контакта защитной полимерной оболочки с объектом измерения, на широкую сторону защитной полимерной оболочки может быть нанесен слой клеящего материала. Дополнительно, для упрощения разделки сенсора при его монтаже, защитная полимерная оболочка содержит две симметричные относительно оптического волокна продольные борозды на внешних сторонах, в местах минимальной ее толщины, позволяющих освобождать волокно в буферном покрытии раздвиганием в стороны силовых элементов. На поверхность широкой стороны наружной оболочки нанесен по всей длине сенсора слой клеящего материала. Поперечный размер силовых элементов может превышать диаметр плотного полимерного покрытия оптического волокна. Сенсор может содержать четное число продольных силовых элемента, расположенных центрально симметрично относительно оптического волокна. Поперечное сечение силового элемента может иметь круглую форму.The maximum efficiency of protection against crushing load is achieved when inside a dense outer protective polymer shell, for example, of rectangular cross section, in the geometric center of which there is an optical fiber in a dense polymer coating, two, four, etc. are symmetrically on both sides of the optical fiber . round power elements with a diameter exceeding the diameter of the dense polymer coating of the optical fiber. As power elements, calibrated steel wire or fiberglass or aramidopastic rods can be used. For a better bond with the protective sheath, the strength elements can be additionally coated with a composition that improves adhesion to the polymer, for example, an ethyl acrylate copolymer. To improve the contact of the protective polymer shell with the measurement object, a layer of adhesive material can be applied to the wide side of the protective polymer shell. In addition, to simplify the sensor’s cutting during its installation, the protective polymer shell contains two longitudinal grooves symmetrical with respect to the optical fiber on the outer sides, in places of its minimum thickness, allowing the fiber to be freed in the buffer coating by pushing the power elements to the sides. A layer of adhesive material is applied on the surface of the wide side of the outer shell over the entire length of the sensor. The transverse size of the power elements may exceed the diameter of the dense polymer coating of the optical fiber. The sensor may comprise an even number of longitudinal force elements arranged centrally symmetrically with respect to the optical fiber. The cross section of the power element may have a circular shape.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображен в сечении волоконно-оптический сенсор распределения продольных деформаций поверхности объекта мониторинга, содержащий оптическое волокно 1, в плотном полимерном покрытии 2, наружную защитную полимерную оболочку 3 с продольными бороздами 4 и армирующими одинаковыми прямыми продольными силовыми элементами 5. Оптическое волокно 1, являющееся на всем его протяжении непрерывным распределенным чувствительным элементом, жестко связано посредством полимерного покрытия 2 с наружной защитной полимерной оболочкой 3, имеющей широкую сторону 6 (площадь которой превышает 25% от общей площади поверхности наружной оболочки), обеспечивающую механический контакт с объектом мониторинга (на чертеже не показан). Для защиты оптического волокна 1 от раздавливающей нагрузки, действующей перпендикулярно широкой стороне 6 наружной оболочки, волокно 1 расположено между силовыми элементами 5 совместно с последними в плоскости, параллельной широкой стороне 6 наружной оболочки.The utility model is illustrated by a drawing, which shows in cross section a fiber-optic sensor for distributing longitudinal deformations of the surface of a monitoring object, containing optical fiber 1, in a dense polymer coating 2, an outer protective polymer sheath 3 with longitudinal grooves 4 and reinforcing identical straight longitudinal force elements 5. Optical fiber 1, which is a continuous distributed sensing element throughout its length, is rigidly connected externally by means of a polymer coating 2 a protective polymer sheath 3 having a wide face 6 (area of which exceeds 25% of the total surface area of the outer shell) that provides mechanical contact with the object of monitoring (not shown). To protect the optical fiber 1 from crushing load acting perpendicular to the wide side 6 of the outer shell, the fiber 1 is located between the power elements 5 together with the latter in a plane parallel to the wide side 6 of the outer shell.

Поперечный размер силовых элементов 5 превышает диаметр плотного полимерного покрытия 2 оптического волокна 1. Поперечное сечение защитной полимерной оболочки 3 может иметь прямоугольную форму. Сенсор, может содержать также любое четное число продольных силовых элементов 5, расположенных в плоскости, параллельной широкой стороне 6 наружной оболочки и центрально симметрично относительно оптического волокна 1. Поперечное сечение силового элемента 5 может иметь круглую форму. Защитная полимерная оболочка 3 содержит две симметричные относительно волокна 1 продольные борозды 4 на внешних сторонах, в местах минимальной ее толщины, позволяющих освобождать волокно 1 в буферном покрытии, раздвиганием в стороны силовых элементов 5. Причем, для облегчения освобождения волокна, одна из борозд может располагаться на широкой стороне 6, в месте, где расстояние от волокна 1 до наружной поверхности защитной полимерной оболочки минимально. В качестве силовых элементов 5 могут использоваться стальные проволоки или стеклопластиковые прутки или арамидопластиковые прутки. Силовые элементы 5 могут быть покрыты полимерным составом, повышающим адгезию к полимеру наружной оболочки 3, например, этилакрилатным сополимером. На поверхность широкой стороны 6 наружной оболочки 3 также может быть нанесен по всей длине сенсора слой клеящего материала. Следует иметь ввиду, что сенсор, применительно к заявленной полезной модели, - устройство для преобразования распределения относительной деформации (удлинения/сжатия) в сигнал вынужденного рассеяния Мандельштамма-Бриллюэна в оптическом волокне.The cross-sectional dimension of the power elements 5 exceeds the diameter of the dense polymer coating 2 of the optical fiber 1. The cross-section of the protective polymer sheath 3 may have a rectangular shape. The sensor may also contain any even number of longitudinal power elements 5 located in a plane parallel to the wide side 6 of the outer shell and centrally symmetrical with respect to the optical fiber 1. The cross section of the power element 5 may have a circular shape. The protective polymer shell 3 contains two longitudinal grooves 4, symmetrical with respect to the fiber 1, on the outer sides, in places of its minimum thickness, allowing the fiber 1 to be freed in the buffer coating by pushing the force elements 5 apart. Moreover, to facilitate the release of the fiber, one of the furrows can be located on the wide side 6, in a place where the distance from the fiber 1 to the outer surface of the protective polymer sheath is minimal. As the power elements 5 can be used steel wire or fiberglass rods or aramidoplastic rods. The power elements 5 can be coated with a polymer composition that improves the adhesion to the polymer of the outer shell 3, for example, an ethyl acrylate copolymer. A layer of adhesive material can also be applied to the surface of the wide side 6 of the outer shell 3 along the entire length of the sensor. It should be borne in mind that the sensor, as applied to the claimed utility model, is a device for converting the distribution of relative deformation (elongation / compression) into a stimulated Mandelstamm-Brillouin signal in an optical fiber.

Несомненным достоинством предлагаемого решения, является то, что все элементы конструкции сенсора, в частности, элементы армирующего покрытия, как и в прототипе, но в отличие от традиционных конструкций защищенных сенсоров, максимально однородны по длине, что обеспечивает отсутствие артефактов измерения, вызванных неоднородностью сенсора по длине. В процессе эксплуатации сенсор смонтирован на объекте мониторинга, так что широкая сторона наружной оболочки закреплена на поверхности объекта, и защищен от значительного числа внешних механических воздействий самим объектом мониторинга. При этом очевидно, что сам сенсор не обязан оказывать сопротивление измеряемой деформации объекта мониторинга. Однако, смонтированный на объекте мониторинга, сенсор может подвергаться механическим воздействиям со стороны внешних сил, которые можно разделить на две группы. Во-первых, это силы, действующие перпендикулярно поверхности объекта мониторинга, которые могут раздавить сенсор и повредить чувствительный элемент - оптическое волокно. Для защиты от раздавливания в сенсоре используются прямые продольные силовые элементы: стальная калиброванная проволока, стеклопластиковые или арамидопастиковые прутки, которые значительно более прочные, чем материал наружной защитной полимерной оболочки. Так как силовые элементы образуют плоскость параллельную широкой стороне наружной оболочки, которая обеспечивает механический контакт с объектом мониторинга, то они обеспечивают защиту расположенного между ними оптического волокна от раздавливающей нагрузки, действующей перпендикулярно поверхности объекта и, следовательно, перпендикулярно широкой стороне наружной оболочки. Во-вторых, это силы, действующие параллельно поверхности объекта мониторинга как перпендикулярно оси сенсора, так и параллельно, которые могут нарушить механическую связь сенсора и объекта мониторинга (оторвать сенсор от поверхности), в результате чего сенсор перестанет выполнять свою функцию измерения деформации объекта мониторинга. Для предотвращения отрыва сенсора от объекта мониторинга наружная оболочка имеет широкую сторону, обеспечивающую хороший механический контакт с объектом мониторинга, что позволяет надежно закрепить сенсор на поверхности объекта мониторинга методом приклейки или сварки за счет увеличения площади контакта. Для упрощения монтажа сенсора на поверхности и улучшения контакта защитной полимерной оболочки с объектом мониторинга, на широкую сторону защитной полимерной оболочки может быть нанесен слой клеящего материала. Кроме того, плоская форма кабеля позволяет снизить удельное давление на элементы конструкции кабеля по сравнению с кабелями круглого сечения при равной нагрузке, таким образом, повышая стойкость к раздавливающей нагрузке.The undoubted advantage of the proposed solution is that all the elements of the sensor design, in particular, the elements of the reinforcing coating, as in the prototype, but unlike traditional designs of protected sensors, are as uniform as possible in length, which ensures the absence of measurement artifacts caused by the heterogeneity of the sensor along length. During operation, the sensor is mounted on the monitoring object, so that the wide side of the outer shell is fixed on the surface of the object, and is protected from a significant number of external mechanical influences by the monitoring object itself. It is obvious that the sensor itself is not required to resist the measured deformation of the monitoring object. However, mounted on the monitoring object, the sensor can be subjected to mechanical stress from external forces, which can be divided into two groups. Firstly, these are forces acting perpendicular to the surface of the monitoring object, which can crush the sensor and damage the sensitive element - the optical fiber. For protection against crushing, the sensor uses direct longitudinal force elements: calibrated steel wire, fiberglass or aramidopastic rods, which are much more durable than the material of the outer protective polymer shell. Since the power elements form a plane parallel to the wide side of the outer shell, which provides mechanical contact with the monitoring object, they protect the optical fiber located between them from the crushing load acting perpendicular to the surface of the object and, therefore, perpendicular to the wide side of the outer shell. Secondly, these are forces acting parallel to the surface of the monitoring object both perpendicular to the axis of the sensor and in parallel, which can disrupt the mechanical connection between the sensor and the monitoring object (tear the sensor from the surface), as a result of which the sensor will cease to fulfill its function of measuring the deformation of the monitoring object. To prevent the sensor from detaching from the monitoring object, the outer shell has a wide side that provides good mechanical contact with the monitoring object, which allows the sensor to be securely fixed to the surface of the monitoring object by gluing or welding by increasing the contact area. To simplify the mounting of the sensor on the surface and improve the contact of the protective polymer shell with the monitoring object, a layer of adhesive material can be applied to the wide side of the protective polymer shell. In addition, the flat shape of the cable allows you to reduce the specific pressure on the structural elements of the cable compared to cables of circular cross section at equal load, thereby increasing the resistance to crushing load.

Далее приводятся сведения, подтверждающие промышленную применимость заявленной полезной модели.The following is information confirming the industrial applicability of the claimed utility model.

Несомненным достоинством предлагаемого решения является возможность изготовления сенсора на существующем, традиционно используемом, кабельном оборудовании, с применением промышленно выпускаемых оптических волокон в плотном полимерном покрытии и промышленно выпускаемых и коммерчески доступных материалов. Так оболочка сенсора может быть изготовлена из полиэтилена (см., например, URL: http://www.borealisgroup.com/datasheets/10023736, дата обращения 13/05/2013), а силовые элементы - из стальной проволоки (см., например, URL: http://www.cablematerial.ru/1-6-galvanized-steel-wire.html, дата обращения 13/05/2013), стеклопластиковых (см., например, URL: http://www.fiber-line.com/pageid=101/FRP.html, дата обращения 13/05/2013) или арамидопластиковых прутков (см., например, URL: http://www.akshoptifibre.com/product-description.php?pid=3&ctid=29&subid=139, дата обращения 13/05/2013), в том числе с дополнительным этилакрилатным покрытием (см., например, URL: http://www.akshoptifibre.com/product-description.php?pid=3&ctid=27&subid=140, дата обращения 13/05/2013), увеличивающих сцепление с полимером защитной оболочки. Для увеличения сцепления стальных силовых элементов с полимером наружной оболочки может быть использован ламинирующий состав, аналогичный широко применяемому в кабельной промышленности для покрытия стальной ленты (см., например, http://www.cablemar.com/pdf/en/343be8c2_tfs_steel_tape.pdf, обращения 13/05/2013).The undoubted advantage of the proposed solution is the ability to manufacture the sensor on existing, traditionally used, cable equipment, using industrially produced optical fibers in a dense polymer coating and industrially produced and commercially available materials. So the sensor shell can be made of polyethylene (see, for example, URL: http://www.borealisgroup.com/datasheets/10023736, access date 13/05/2013), and the power elements are made of steel wire (see, e.g. URL: http://www.cablematerial.ru/1-6-galvanized-steel-wire.html, accessed 05/13/2013), fiberglass (see, for example, URL: http: // www. fiber-line.com/pageid=101/FRP.html, accessed 13/05/2013) or aramidoplastics rods (see, for example, URL: http://www.akshoptifibre.com/product-description.php?pid = 3 & ctid = 29 & subid = 139, circulation date 05/13/2013), including with additional ethyl acrylate coating (see, for example, URL: http://www.akshoptifibre.com/product-description.php?pid=3&ctid = 27 & subid = 140, accessed 13/05/2013), increasing adhesion to the polymer of the containment. To increase the adhesion of steel power elements to the polymer of the outer shell, a laminating composition similar to that widely used in the cable industry for coating steel strip can be used (see, for example, http://www.cablemar.com/pdf/en/343be8c2_tfs_steel_tape.pdf, appeal 05/05/2013).

Несомненным достоинством заявленной полезной модели является возможность применения для инсталляции сенсора плоских натяжных зажимов, что обеспечивается его высокой стойкостью к раздавливающим нагрузкам.The undoubted advantage of the claimed utility model is the possibility of using flat tension clamps for sensor installation, which is ensured by its high resistance to crushing loads.

Claims

1. Fiber-optic sensor for the distribution of longitudinal deformations, containing at least one sensitive optical fiber in a dense polymer coating, the same direct longitudinal power elements, an external protective polymer sheath, characterized in that the optical fiber is rigidly connected via a polymer coating with an external protective a polymer shell having a wide side, providing mechanical contact with the monitoring object, and to protect the optical fiber from crushing load, d ystvuyuschey perpendicularly to the broad side of the outer sheath, the fiber is disposed between the strength members together with the latter in a plane parallel to the wide side of the outer shell.

2. The sensor according to claim 1, characterized in that the transverse size of the power elements exceeds the diameter of the dense polymer coating of the optical fiber.

3. The sensor according to claim 1, characterized in that the cross section of the protective polymer shell has a rectangular shape.

4. The sensor according to claim 1, characterized in that the sensor contains an even number of longitudinal power elements arranged centrally symmetrically with respect to the optical fiber.

5. The sensor according to claim 1, characterized in that the cross section of the power element has a circular shape.

6. A sensor according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the protective polymer shell contains two longitudinal grooves symmetrical with respect to the optical fiber on the outer sides, in places of its minimum thickness, allowing the fiber to be released in the buffer coating by pushing the power elements to the sides.

7. The sensor according to any one of claims 1 and 2, characterized in that steel wires are used as power elements.

8. The sensor according to any one of claims 1 and 2, characterized in that fiberglass rods are used as power elements.

9. A sensor according to any one of claims 1 and 2, characterized in that aramidoplastic rods are used as power elements.

10. The sensor according to claim 7, characterized in that the power elements are coated with a laminating composition that increases the adhesion to the polymer of the outer shell.

11. The sensor according to one of paragraphs.8 and 9, characterized in that the power elements are coated with an ethyl acrylate copolymer that increases adhesion to the polymer of the outer shell.

12. The sensor according to claim 1, characterized in that a layer of adhesive material is applied over the entire length of the sensor to the surface of the wide side of the outer shell.