一种填充型环氧涂层预应力智能光缆及生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种填充型环氧涂层预应力智能光缆，包括智能中心丝，所述智能中心丝内埋入具有传感功能的分布式光纤，所述光纤的长度与所述智能中心丝的长度相同，边丝，多个所述边丝包裹设置在所述智能中心丝的外侧壁上，所述边丝的外侧壁设置有第一环氧涂层，所述边丝的内侧壁与所述智能中心丝的外侧壁之间存有间隙，所述间隙内填充有第二环氧涂层。本发明专利技术可以作为通信光缆，通过张拉、可靠锚固后，自身具有承载能力，可以实现长距离隔空布设。若是地下埋设，纤维对光纤也是一种保护，具有一定的抗折、抗弯曲、及高抗腐蚀性等特点，布设方便。

【技术实现步骤摘要】
一种填充型环氧涂层预应力智能光缆及生产工艺
本专利技术涉及光缆
，具体为一种填充型环氧涂层预应力智能光缆。
技术介绍
目前的光缆基本是通信光缆，用于通信
通信光缆仅是被用来传播通信信号，隔空架设时，受自重的影响，沿线需要用支撑结构来支撑通信光缆。随着预应力技术的发展，桥梁工程、风电工程、大跨度索网结构(如天眼)、房屋建筑、石油探井钻探用钻杆、矿产开发用锚杆(索)、深海锚链、风电叶片加劲梁(板)等需要预应力来提高结构的强度、刚度、稳定性。目前在用的预应力材料为预应力钢绞线、预应力钢丝、预应力钢棒、以及由预应力钢绞线或钢丝组成的预应力拉索，这些预应力构件是工程结构的生命线。随着这些预应力构件的广泛运用，预应力构件的有效预应力是多少受到越来越多的关注。我们常常需要用剩余有效预应力值来判断整体结构的健康状况，例如斜拉桥拉索，通过监测拉索索力、桥面线型等指标来判断斜拉桥的健康状态。而现有斜拉索索力监测手段或方法都有自己的缺陷，要么不够精确(离散性很大)，要么耐久性差，要么不能实时动态监测(需要人工现场采集)；专利申请号为201711429891.2提供了一种碳纤维智能索体，该专利权利要求5中明确其特征在于碳纤维棒的轴心位置设置有芯孔，光纤监测传感器设置于芯孔内，芯孔内填充有环氧树脂。这种工艺(既要留孔，还要穿含光栅的光纤，再用树脂填孔)做法极大增加了生产难度，降低了光纤光栅的存活率，难以实现。专利申请号为201721844192.X、201920505512.1，提供了一种智能拉索及纤维增强光纤拉筋。该专利权利要求书第4条明确“多芯光纤的纤芯数为七，以实现温度、应力、振动以及振动位置的区分测量，且在纤维增强光纤拉筋截面上组成具有几何稳定性的正六边形。”、第6条指出“如权利要求1所述的智能拉索，其特征在于：所述多芯光纤包括分布式振动光纤和高灵敏度振动光纤、一对分布式应变光纤和一对点式应变光纤。”第7条指出“一种纤维增强光纤拉筋，其特征在于：包括多芯光纤和包裹在多芯光纤周围的纤维增强塑料筋，多芯光纤沿纤维增强塑料筋长度方向置入筋中心位置，通过拉挤成型工艺制成所述纤维增强光纤拉筋。”根据其权利要求书第4条、第6条、第7条可知若其用多芯光纤中的应变光纤测拉索应变，推断拉索索力是不精确的，应变光纤不是与拉筋中的纤维丝紧密结合，应变光纤无法真实反应拉筋的应变；若其用振动光纤测量拉索频率，根据频率—索力关系推断拉索索力也是不精确的。频率-索力关系一般是采用假设两端锚固点简支、锚固点之间无任何支点，实际上多数斜拉索都有内置减振器或外置减振器来抑制拉索的振动，后期监测斜拉索索力采集的基频数据与拉索本身的基频差别很大。专利申请号201810148728.7、201820255631.1、201711431373.4、201721845068.5、201711121995.7、201721514424.5、201721513585.2、201710237788.1、201720381532.3、201720381533.8、201710237788.1等都是采用带光栅的光纤且还需要在钢丝表面刻槽来放入光纤(含光栅),依靠监测光栅的波长变化来监测索力。刻槽仅仅是在需要监测的长度区间刻，一般是端部多少米范围内，并不是全长布设光纤。由于钢丝表面硬度很大，所以刻槽比较难，人工刻槽容易发生安全事故。刻槽还给钢丝带来一定损伤，短时间内不会有问题，长时间的疲劳破坏往往都是从小缺陷开始的，使用寿命及安全是个隐患。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供以下的技术方案：本专利技术提供了一种填充型环氧涂层预应力智能光缆，包括智能中心丝，所述智能中心丝内埋入具有传感功能的分布式光纤，所述光纤的长度与所述智能中心丝的长度相同，边丝，多个所述边丝包裹设置在所述智能中心丝的外侧壁上，所述边丝的外侧壁设置有第一环氧涂层，所述边丝的内侧壁与所述智能中心丝的外侧壁之间存有间隙，所述间隙内填充有第二环氧涂层。优选的，所述智能中心丝的横截面设置为圆形结构，所述智能中心丝由碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混合组合。优选的，所述边丝设置为六组，六组所述边丝均匀缠绕设置在所述智能中心丝的外侧壁上。优选的，所述智能中心丝与所述边丝之间的间隙填充有由环氧粉末经静电吸附及高温熔融固化后的第二环氧涂层，所述第二环氧涂层对智能中心丝起到关键的保护作用，经过试验证明，正是因为有了第二环氧涂层，在对光缆进行力学拉伸试验的时候，光缆的破断是由于智能中心丝达到极限应变才破断，极限破断力远大于标准极限破断力；若是无所述第二环氧涂层，智能中心丝的抗拉强度只发挥了17％左右，智能中心丝就因为受到边丝的巨大挤压而发生挤压破坏，整根光缆达不到标准极限破断力。优选的，一种填充型环氧涂层预应力智能光缆生产工艺包括以下步骤：S1：智能中心丝生产，把光纤与纤维丝同步牵引、挤压、整体外涂保护层、高温固化工艺后制成一定直径大小的圆形光纤智能筋，因为该智能筋位于1×7结构的中心，特称之为智能中心丝，S2：中心丝替换，根据所用的钢绞线结构，抽出中心钢丝，换上含光纤的智能中心丝，S3：环氧喷涂，在完成S2步后，将绞线整盘放入可旋转索盘，经清洗、预热、散丝、环氧喷涂、复扭、固化、冷却、收线工艺后，制成填充型环氧涂层预应力智能光缆，S4：复绕，在完成S3步的收线后，由于收的线比较凌乱，需要重新收线打盘，重新打盘的填充型环氧涂层预应力智能光缆排列紧密、整齐，方便打包、存储、运输以及使用。本专利技术有益效果(1)本专利技术可以作为通信光缆，通过张拉、可靠锚固后，自身具有承载能力，可以实现长距离隔空布设。若是地下埋设，纤维对光纤也是一种保护，具有一定的抗折、抗弯曲、及高抗腐蚀性等特点，布设方便。(2)本专利技术可以作为光伏太阳能电池板的柔性支撑架，充分体现承载和索力监测功能，方便掌握光伏项目柔性支撑架后期工作状态。(3)本专利技术配合监测系统，可以实现时时动态采集、分析数据，并提出预警；可以远距离传输数据，监测系统可以融合到工程监测中心，集中监测，方便工程管理；甚至可以把监测系统软件安装到手机，数据与云端数据一致，可以实现随时随地查看，只要有网和手机。(4)本专利技术解决了专利申请号为201711429891.2(碳纤维智能索体)在碳纤维棒的轴心位置设置芯孔、光纤监测传感器设置于芯孔内、芯孔内填充有环氧树脂等在生产上难以实现的弊端。本专利直接把分布式光纤与纤维丝一起牵引、挤压、整体外涂保护层、高温固化等工艺后制成一定直径大小的圆形智能筋，可实现连续、稳定的工业化流水线生产，满足以后庞大的市场需求。(5)本专利技术解决了专利申请号为201721844192.X、201920505512.1(一种智能拉索及纤维增强光纤拉筋)测数不准的弊端，采用埋设多根单芯光纤，单芯光纤相互之间独立，单芯光纤之间不共享外包防护涂层，各根单芯光纤都是等长、独立、平行布设于纤维丝中，同步牵引、挤压、整体外涂保护层、高温固化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种填充型环氧涂层预应力智能光缆，其特征在于，/n包括智能中心丝(1)，所述智能中心丝(1)内埋入具有传感功能的分布式光纤(3)，所述光纤(3)的长度与所述智能中心丝(1)的长度相同，/n边丝(2)，多个所述边丝(2)包裹设置在所述智能中心丝(1)的外侧壁上，所述边丝(2)的外侧壁设置有第一环氧涂层(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种填充型环氧涂层预应力智能光缆，其特征在于，
包括智能中心丝(1)，所述智能中心丝(1)内埋入具有传感功能的分布式光纤(3)，所述光纤(3)的长度与所述智能中心丝(1)的长度相同，
边丝(2)，多个所述边丝(2)包裹设置在所述智能中心丝(1)的外侧壁上，所述边丝(2)的外侧壁设置有第一环氧涂层(4)。


2.根据权利要求1所述的一种填充型环氧涂层预应力智能光缆，其特征在于，
所述智能中心丝(1)的横截面设置为圆形结构，所述智能中心丝(1)由碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维中的一种或几种混合组合。


3.根据权利要求1所述的一种填充型环氧涂层预应力智能光缆，其特征在于，
所述边丝(2)设置为六组，六组所述边丝(2)均匀缠绕设置在所述智能中心丝(1)的外侧壁上。


4.根据权利要求1所述的一种填充型环氧涂层预应力智能光缆，其特征在于，
所述智能中心丝(1)与所述边丝(2)之间的间隙填充有由环氧粉末经静电吸附及高温熔融固化后的第二环氧涂层(5)，所述第二环氧涂层(5)对智能中心丝(1)起到关键的保护作用，经过试验证明，正是因为有了第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鹏，胡尧庆，邹明，
申请(专利权)人：江西七圆新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36