[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

摘要

本发明提供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，长距离分布式光纤空间姿态监测传感器是在高分子复合筋热成型过程中，内嵌四根间隔90度周向布设的单模应变光纤、一根松护套单模温度光纤和一束七丝加强钢绞线。单模应变光纤测量传感器4个方向上的纵向应变，单模温度光纤测试环境温度并对应变进行修正，基于应变‑曲率和微分几何关系分段重构传感器的空间姿态。本发明长距离分布式光纤空间姿态监测传感器布设于路基、海底光缆等大尺度结构中，可监测数十公里的结构应变，基于应变到曲率的转换，可实现结构整体姿态的在线监测，对结构的安全监测和评定具有重要的工程意义。

主权项

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。