一种光纤传感器
阅读说明：本技术 一种光纤传感器 (Optical fiber sensor ) 是由 邢程 于 2021-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种光纤传感器,属于光纤传感器领域,一种光纤传感器,包括安装梁主体,安装梁主体上开凿有多个均匀分布的安装槽,安装槽内卡接有一对夹板,一对夹板的两端之间连接有密封板,一对夹板之间设有光纤传感器主体,光纤传感器主体包括壳体,壳体内安装有处理器,壳体的内壁上铺设有防水层,防水层与处理器之间连接有固定板,壳体上插接四对插杆,可以实现通过在混凝土预制板内预埋多段安装有光纤传感器的钢梁,一方面提高预埋结构的强度,另一方面光纤传感器具有全面保护,有效防止震动和外界冲击对光纤传感器的伤害,其中探头也可快速更换,便于长时间工作。(The invention discloses an optical fiber sensor, belonging to the field of optical fiber sensors, and comprising an installation beam main body, wherein a plurality of uniformly distributed installation grooves are drilled on the installation beam main body, a pair of clamping plates are clamped in the installation grooves, a sealing plate is connected between two ends of the pair of clamping plates, the optical fiber sensor main body is arranged between the pair of clamping plates and comprises a shell, a processor is arranged in the shell, a waterproof layer is paved on the inner wall of the shell, a fixing plate is connected between the waterproof layer and the processor, four pairs of insertion rods are inserted on the shell, can realize installing optical fiber sensor's girder steel through pre-buried multistage in the concrete precast slab, improve pre-buried structure's intensity on the one hand, on the other hand optical fiber sensor has comprehensive protection, effectively prevents vibrations and external impact to optical fiber sensor's injury, wherein the probe also can quick replacement, is convenient for long-time work.)
技术领域
本发明涉及光纤传感器领域，更具体地说，涉及一种光纤传感器。
背景技术
地埋式热力管道的运行环境比较复杂，存在水、腐蚀、高温、高应力、强电磁场的场合。而分布式光纤测温测振技术中，光纤既是传感器又是信号传输媒质，所以针对热力管道的复杂环境，选择一种合适的传感光纤至关重要。目前用于海底电缆的碳密封涂覆光纤，可应用于发电厂、海底、油田、天然气井等存在大量的水、氢气、腐蚀、高温高压、高应力、强电磁场的场合，它用光纤传感技术代替传统的电子传感技术。高强度碳涂覆光纤是在拉丝过程中把碳沉积在光纤表面。然后再涂覆紫外固化涂料，整个工艺在拉丝过程中完成。这种新型单模光纤具有耐腐蚀、耐高温、耐高压、抗疲劳性、抗氧损等特性。
光纤传感技术作为一项前景广阔的技术，不仅在石油、电力、大坝安全等领域得到了广泛应用，解决了许多不同行业的难题，随着光纤传感技术研究的深入，光纤传感技术将在热力、水利、甚至航空、汽车领域得到迅速推广。
在地埋式系统的干线上设有多个光纤传感器以实时监测热力系统中机械装置的温变及振动信息，这些光纤传感器往往预埋在热力系统的结构板或结构管中，预防机械设备施工或其他意外造成的热力管道压挖损伤的泄漏点进行定位。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种光纤传感器，可以实现通过在混凝土预制板内预埋多段安装有光纤传感器的钢梁，一方面提高预埋结构的强度，一方面光纤传感器具有全面保护，有效防止震动和外界冲击对光纤传感器的伤害，其中探头也可快速更换，便于长时间工作。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种光纤传感器，包括安装梁主体，所述安装梁主体上开凿有多个均匀分布的安装槽，所述安装槽内卡接有一对夹板，一对所述夹板的两端之间连接有密封板，所述夹板包括弧形定型板，所述弧形定型板的内壁上固定连接有弹性囊袋，所述弹性囊袋内填充有记忆棉球，所述记忆棉球内掺有多个均匀分布的微气囊，一对所述夹板之间设有光纤传感器主体，所述光纤传感器主体包括壳体，所述壳体内安装有处理器，所述壳体的内壁上铺设有防水层，所述防水层与处理器之间连接有固定板，所述壳体上插接四对插杆，所述插杆包括一对缓冲杆，所述缓冲杆远离光纤传感器主体的一端均固定连接有推板，两个所述缓冲杆之间连接有弹性连杆，所述弹性连杆位于光纤传感器主体内，两个所述缓冲杆相对的一端均开凿有与弹性连杆相匹配的插槽，所述弹性连杆上套接有压缩弹簧，所述光纤传感器主体上固定连接有光纤线缆，所述光纤线缆上连接有传感器探头，所述夹板的顶端开凿有与传感器探头相匹配的通孔，可以实现通过在混凝土预制板内预埋多段安装有光纤传感器的钢梁，一方面提高预埋结构的强度，另一方面光纤传感器具有全面保护，有效防止震动和外界冲击对光纤传感器的伤害，其中探头也可快速更换，便于长时间工作。
进一步的，所述安装槽内设有一对与密封板相匹配的L型插板，所述L型插板插接在夹板与安装槽之间的空隙，所述L型插板的顶端卡连接有与夹板相匹配盖板，通过调整L型插板的固定高度来标定安装梁主体上浇筑水泥高度，防止浇筑水泥没过密封板顶端，且L型插板将还可将密封板固定牢固。
进一步的，所述安装槽的底端固定连接有与光纤传感器主体相匹配的支撑架，所述支撑架呈条形梯形钢架，所述支撑架上开凿有多个穿线孔，方便多个安装梁主体之间的电线连线。
进一步的，所述安装梁主体上的多个安装槽之间固定连接有穿线管，所述穿线管的两端均固定连接有密封块。
进一步的，所述记忆棉球由多孔纤维材料制成，且记忆棉球的表面包覆有水解膜，所述记忆棉球内固定连接有多个均匀分布的石膏颗粒，所述弹性囊袋的内壁上铺设有热固树脂层，所述热固树脂层上铺设有水溶膜，通过记忆棉球吸收从预制结构渗入夹板的水分，当结构渗水过多时，多个记忆棉球内的石膏颗粒与水反应放热，进而使热固树脂层受热硬化，使热固树脂层具有隔水效果，且固化热固树脂层的对弹性囊袋进行加固，防止水分堆积而撑破弹性囊袋。
进一步的，所述弹性囊袋靠近推板的一端固定连接有与铺设有勾面层，所述推板靠近弹性囊袋的一端铺设有柔性硅胶层，所述柔性硅胶层上铺设有与勾面层相匹配的绒面层，通过勾面层辅助推板固定，防止光纤传感器主体整体松动。
进一步的，所述传感器探头包括探头主体，所述探头主体的上下两端分别连接套接有密封环和接线环，通过密封环将传感器探头与密封板之间的空隙密封，通过卡接在一对密封板之间的接线环将传感器探头与光纤线缆连接。
进一步的，所述光纤线缆为防水线缆，且光纤线缆呈弹簧状压缩在夹板与光纤传感器主体，技术人员可根据需要将传感器探头拉出或插入夹板内。
一种光纤传感器，其施工方法为：
S1，首先将夹板和光纤传感器主体拼接固定；
S2，将拼接成型的夹板和光纤传感器主体卡入安装梁主体内；
S3，再在夹板的两端L型插板，使夹板被固定；
S4，将安装梁主体整体安装进预制板模具中，使模具中的钢筋贯穿安装梁主体，使安装梁主体被固定；
S5，进行预制板模具的混凝土浇筑，使夹板被混凝土覆盖。
进一步的，覆盖所述夹板的混凝土厚度与夹板突出安装梁主体上表面的部分高度相等，所述盖板突出用于成型的混凝土板表面，保证混凝土不会浇筑过厚而把夹板顶端覆盖，防止传感器探头被遮掩。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现通过在混凝土预制板内预埋多段安装有光纤传感器的钢梁，一方面提高预埋结构的强度，另一方面光纤传感器具有全面保护，有效防止震动和外界冲击对光纤传感器的伤害，其中探头也可快速更换，便于长时间工作。
(2)安装槽内设有一对与密封板相匹配的L型插板，L型插板插接在夹板与安装槽之间的空隙，L型插板的顶端卡连接有与夹板相匹配盖板，通过调整L型插板的固定高度来标定安装梁主体上浇筑水泥高度，防止浇筑水泥没过密封板顶端，且L型插板将还可将密封板固定牢固。
(3)记忆棉球由多孔纤维材料制成，且记忆棉球的表面包覆有水解膜，记忆棉球内固定连接有多个均匀分布的石膏颗粒，弹性囊袋的内壁上铺设有热固树脂层，热固树脂层上铺设有水溶膜，通过记忆棉球吸收从预制结构渗入夹板的水分，当结构渗水过多时，多个记忆棉球内的石膏颗粒与水反应放热，进而使热固树脂层受热硬化，使热固树脂层具有隔水效果，且固化热固树脂层的对弹性囊袋进行加固，防止水分堆积而撑破弹性囊袋。
(4)弹性囊袋靠近推板的一端固定连接有与铺设有勾面层，推板靠近弹性囊袋的一端铺设有柔性硅胶层，柔性硅胶层上铺设有与勾面层相匹配的绒面层，通过勾面层辅助推板固定，防止光纤传感器主体整体松动。
(5)传感器探头包括探头主体，探头主体的上下两端分别连接套接有密封环和接线环，通过密封环将传感器探头与密封板之间的空隙密封，通过卡接在一对密封板之间的接线环将传感器探头与光纤线缆连接。
(6)覆盖夹板的混凝土厚度与夹板突出安装梁主体上表面的部分高度相等，盖板突出用于成型的混凝土板表面，保证混凝土不会浇筑过厚而把夹板顶端覆盖，防止传感器探头被遮掩。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明的光纤传感器主体处的部分立体图；
图3为本发明的剖视图；
图4为图3中A处的结构示意图；
图5为图3中B处的结构示意图；
图6为本发明的侧面剖视图；
图7为本发明的俯视图；
图8为本发明的浇筑混凝土后的侧视图；
图9为本发明的安装进预制板厚的结构示意图；
图10为本发明的工艺流程图。
图中标号说明：
1安装梁主体、2夹板、201弧形定型板、202弹性囊袋、203记忆棉球、204微气囊、3光纤传感器主体、301壳体、302处理器、303防水层、304固定板、4插杆、401缓冲杆、402推板、403弹性连杆、404压缩弹簧、5光纤线缆、6传感器探头、7密封板、8L型插板、9支撑架。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是适配型号元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种光纤传感器，包括安装梁主体1，安装梁主体1上开凿有多个均匀分布的安装槽，安装梁主体1上的多个安装槽之间固定连接有穿线管，穿线管的两端均固定连接有密封块，安装槽内卡接有一对夹板2，一对夹板2的两端之间连接有密封板7，夹板2包括弧形定型板201，弧形定型板201的内壁上固定连接有弹性囊袋202，弹性囊袋202内填充有记忆棉球203，记忆棉球203内掺有多个均匀分布的微气囊204，记忆棉球203由多孔纤维材料制成，且记忆棉球203的表面包覆有水解膜，记忆棉球203内固定连接有多个均匀分布的石膏颗粒，弹性囊袋202的内壁上铺设有热固树脂层，热固树脂层上铺设有水溶膜，通过记忆棉球203吸收从预制结构渗入夹板2的水分，当结构渗水过多时，多个记忆棉球203内的石膏颗粒与水反应放热，进而使热固树脂层受热硬化，使热固树脂层具有隔水效果，且固化热固树脂层的对弹性囊袋202进行加固，防止水分堆积而撑破弹性囊袋202。弹性囊袋202靠近3的一端固定连接有与铺设有勾面层，推板402靠近弹性囊袋202的一端铺设有柔性硅胶层，柔性硅胶层上铺设有与勾面层相匹配的绒面层，通过勾面层辅助推板402固定，防止光纤传感器主体3整体松动。
请参阅图1-5，一对夹板2之间设有光纤传感器主体3，光纤传感器主体3包括壳体301，壳体301内安装有处理器302，壳体301的内壁上铺设有防水层303，防水层303与处理器302之间连接有固定板304，壳体301上插接四对插杆4，插杆4包括一对缓冲杆401，缓冲杆401远离光纤传感器主体3的一端均固定连接有推板402，两个缓冲杆401之间连接有弹性连杆403，弹性连杆403位于光纤传感器主体3内，两个缓冲杆401相对的一端均开凿有与弹性连杆403相匹配的插槽，弹性连杆403上套接有压缩弹簧404，
请参阅图1-4，光纤传感器主体3上固定连接有光纤线缆5，光纤线缆5上连接有传感器探头6，夹板2的顶端开凿有与传感器探头6相匹配的通孔，安装槽内设有一对与密封板7相匹配的L型插板8，L型插板8插接在夹板2与安装槽之间的空隙，L型插板8的顶端卡连接有与夹板2相匹配盖板，通过调整L型插板8的固定高度来标定安装梁主体1上浇筑水泥高度，防止浇筑水泥没过密封板7顶端，且L型插板8将还可将密封板7固定牢固安装槽的底端固定连接有与光纤传感器主体3相匹配的支撑架9，支撑架9呈条形梯形钢架，支撑架9上开凿有多个穿线孔，方便多个安装梁主体1之间的电线连线。
请参阅图3和图5，传感器探头6包括探头主体601，探探头主体601的上下两端分别连接套接有密封环602和接线环603，通过密封环602将传感器探头6与密封板7之间的空隙密封，通过卡接在一对密封板7之间的接线环603将传感器探头6与光纤线缆5连接。光纤线缆5为防水线缆，且光纤线缆5呈弹簧状压缩在夹板2与光纤传感器主体3，技术人员可根据需要将传感器探头拉出或插入夹板2内。
请参阅图5-10，一种光纤传感器，其施工方法为：
S1，首先将夹板2和光纤传感器主体3拼接固定。
S2，将拼接成型的夹板2和光纤传感器主体3卡入安装梁主体1内，
S3，再在夹板2的两端L型插板8，使夹板2被固定；
S4，将安装梁主体1整体安装进预制板模具中，使模具中的钢筋贯穿安装梁主体1，使安装梁主体1被固定；
S5，进行预制板模具的混凝土浇筑，使夹板2被混凝土覆盖，覆盖夹板2的混凝土厚度与夹板2突出安装梁主体1上表面的部分高度相等，盖板突出用于成型的混凝土板表面，保证混凝土不会浇筑过厚而把夹板2顶端覆盖，防止传感器探头6被遮掩，最后再将浇筑成型的安装梁主体1放入预制结构的模具中进行预制结构的浇筑。
相比现有直接安装在预埋结构内的光纤传感器，本方案可以实现在制备预埋件前，将光纤传感器预埋进安装梁主体1，预埋的光纤传感器安装梁主体1内具有较大的缓冲空间，保证的光纤传感器的散热效能和抗震动能力，有效防止光纤传感器在受到外力作用时的防护能力，在通过在预制板制备时加热整体具有稳定结构的安装梁主体1进行预制板的浇筑，现有技术中直接将光纤传感器预埋进预制结构中，容易导致预制结构局部强度改变，从而影响预制结构的整体强度，而本方案中使用安装梁主体1作为光纤传感器的一级载体，再通过混凝土浇筑使光纤传感器上的夹板2和密封板7与安装梁主体1构成整体性结构，整体性的安装梁主体1再预埋进预制结构的模具中，使浇筑形成的预制结构被安装梁主体1加固，再保证预制结构的强度的同时对预埋进预制的结构的光纤传感器提供全面保护，本实施例中使用预制板进行光纤传感器的埋置进行示范。
可以实现通过在混凝土预制板内预埋多段安装有光纤传感器的钢梁，一方面提高预埋结构的强度，另一方面光纤传感器具有全面保护，有效防止震动和外界冲击对光纤传感器的伤害，其中探头也可快速更换，便于长时间工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。