[发明专利]一种长距离分布式光纤空间姿态监测传感器及工程实现方法

权利要求书

1.一种长距离分布式光纤空间姿态监测传感器，其特征在于，所述的长距离分布式光纤空间姿态监测传感器，包括四根单模应变光纤(1)、一根带有松护套的单模温度光纤(2)、一束七丝钢绞线(3)、高分子复合筋(4)、两个光纤分线盒(5)和两根传输光缆(6)；

所述的单模应变光纤(1)、单模温度光纤(2)和七丝钢绞线(3)在高分子复合筋(4)热成型过程中布设于高分子复合筋(4)内部；

所述的四根单模应变光纤(1)间隔90度周向布设于高分子复合筋(4)中，距高分子复合筋(4)的外圆周1.5mm，每根单模应变光纤(1)作为传感器中的应变传感单元，用于结构上下左右4个方向的应变测试和应变-曲率姿态重构；所述的一根带有松护套的单模温度光纤(2)和一束七丝钢绞线(3)布设于高分子复合筋(4)的中间位置，且单模温度光纤(2)位于中心线上；单模温度光纤(2)作为传感器中的温度传感单元，用于测试所处环境温度和4个应变传感单元的温度补偿；七丝钢绞线(3)用于增强传感器的抗拉及抗剪强度；所述的高分子复合筋(4)的两端与光纤分线盒(5)连接，光纤分线盒(5)中的光纤相互熔接形成一条光路，并与传输光缆(6)连接；

所述的高分子复合筋(4)内径为5-8mm。

2.根据权利要求1所述的一种长距离分布式光纤空间姿态监测传感器，其特征在于，所述的高分子复合筋(4)中的高分子材料为聚乙烯、聚丙烯，在热成型过程中高分子材料与玻璃纤维复合。

3.根据权利要求1或2所述的一种长距离分布式光纤空间姿态监测传感器，其特征在于，所述的七丝钢绞线(3)的直径为2mm。

4.权利要求1或2或3所述的一种长距离分布式光纤空间姿态监测传感器的工程实现方法，其特征在于以下步骤：

第一步，长距离分布式光纤空间姿态监测传感器布设在结构中，与结构协同变形；

第二步，长距离分布式光纤空间姿态监测传感器中的四根单模应变光纤(1)实时测试第i个测点四个方向的初始应变值；

第三步，带有松护套的单模温度光纤(2)对四根单模应变光纤(1)测试的初始应变值进行温度修正，修正后的应变值与传感器的初始应变值进行差分，分段标定应变突变区域，基于应变-曲率关系，分段重构传感器的空间姿态。