本发明专利技术属于光纤传感技术领域，具体涉及一种用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造工艺及装备。包括牵引装置、拉拔装置、驱动装置、拉拔模具、高压气泵、高压气管、注胶罐、光纤缠绕盘、胶水箱、伺服电机、联轴器和平台；所述的平台的一侧设置有驱动装置，所述驱动装置与伺服电机连接，驱动装置上部设有拉拔装置，待拉拔金属管的一端夹持有牵引装置，平台上位于伺服电机的外侧设有拉拔模具，待拉拔金属管穿过拉拔模具，待拉拔金属管的一端套装在注胶罐上，注胶罐的上部安装有高压气泵，高压气泵通过高压气管与注胶罐相通，注胶罐上安装有光纤缠绕盘，光纤缠绕盘上缠绕有光纤。其优点是：所需的结构空间小，检测效果好、使用效率高。使用效率高。使用效率高。
【技术实现步骤摘要】
用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造工艺及装备
[0001]本专利技术属于光纤传感
，具体涉及一种用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造工艺及装备。
技术介绍
[0002]近些年，随着经济的快速增长，我国投入建设了大量重大土木工程结构，这些结构需要对大型混凝土构件的健康状态进行实时监测，比如桥梁、隧道、核设施等，这些工程结构的使用环境往往比较恶劣、对传感器的要求较高，光纤传感器具有体积小、耐腐蚀、抗电磁干扰、测量精度高等优势，使用光缆封装光纤传感器进行测量是目前常用的测量手段。另一方面，这些工程的设计使用年限较长、测量要求高，所以需要光缆在长期使用中可靠性强，结构不会发生损坏，精度不会下降，应变传递率高，且能够兼容现有载波通信能力。
[0003]现有公开的CN1553234和CN101655351两个专利分别将光纤光栅传感器和F
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P传感器封装在金属毛细管中，但是以上封装方法只能适用于短管内的光纤封装，在长毛细管内应用该工艺无法解决光纤受金属管内壁摩擦力难以穿入，且胶黏剂由于液体沿程阻力难以注满内部间隙的问题。因此该方法封装的传感器不能进行连续分布式测量，无法满足大型工程的需求。另外，现有的光缆(如CN112466547、CN209895813)均采用聚乙烯及纤维材料制成护套，护套和光纤没有产生紧密连接，且护套厚、层数多、聚乙烯弹性模量较低，并且护套之间的剪滞效应和长期蠕变均会导致应变传递率低下。因此，需要研制一种应变传递率高、可靠性强、测量范围广、能兼容现有的载波通讯能力的光电复合缆。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造工艺及装备，该工艺生产光缆具有应变传递率高、可靠性强、测量范围广、能兼容现有的载波通讯能力等优点。
[0005]本专利技术的技术方案如下：用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备，包括牵引装置、拉拔装置、驱动装置、拉拔模具、高压气泵、高压气管、注胶罐、光纤缠绕盘、胶水箱、伺服电机、联轴器和平台；所述的平台的一侧设置有驱动装置，所述驱动装置与伺服电机连接，驱动装置上部设有拉拔装置，待拉拔金属管的一端夹持有牵引装置，平台上位于伺服电机的外侧设有拉拔模具，待拉拔金属管穿过拉拔模具，待拉拔金属管的一端套装在注胶罐上，注胶罐的上部安装有高压气泵，高压气泵通过高压气管与注胶罐相通，注胶罐上安装有光纤缠绕盘，光纤缠绕盘上缠绕有光纤。
[0006]所述的注胶罐上安装有胶水箱，注胶罐可在平台上沿金属管轴线方向移动。
[0007]所述驱动装置为蜗杆传动机构，驱动装置上具有蜗杆。
[0008]所述蜗杆通过联轴器与伺服电机连接。
[0009]所述驱动装置与拉拔装置之间设置有第一调心装置。
[0010]所述拉拔模具设置有第二调心装置。
[0011]所述的第一、二调心装置为剪叉结构。
[0012]所述拉拔装置上安装有锁紧开关。
[0013]所述牵引装置包括夹具和光纤夹紧箍，夹具将待拉拔金属管的一端进行夹持，光纤夹紧箍套装在夹具外侧。
[0014]所述拉拔模具包括拉拔外模和拉拔芯模，拉拔外模的中间开有漏斗状通孔，其通孔直径较小的一端面向拉拔装置，待拉拔金属管穿过拉拔模具的拉拔外模，待拉拔金属管内套装有拉拔芯模，拉拔芯模为圆锥状结构中间开有通孔，待拉拔金属管内还套装有光纤，光纤穿过拉拔芯模中间的通孔。
[0015]所述待拉拔金属管与注胶罐之间设置有密封圈。
[0016]所述注胶罐上安装有光纤导向装置。
[0017]用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造的工艺，包括如下步骤：
[0018]步骤1：将一端收口的待加工金属管放入到拉拔外模中，左端露出收口部分，然后将拉拔芯模嵌入管体，收口部分放入拉拔装置，打开锁紧开关固定待加工金属管，待加工金属管右端嵌入注胶罐和胶水箱的孔中，使用密封圈进行密封，并且向密封处加入聚氨酯胶进行二次密封；
[0019]步骤2：将光纤缠绕于光纤缠绕盘，光纤的伸出端通过光纤引导装置进入胶水箱，水平穿过待加工金属管，进入拉拔芯模的光纤通孔，直到光纤从待加工金属管收口部分中穿出进入光纤牵引装置中，拧紧光纤夹紧箍以固定光纤；调节第一、第二调心装置，保证光纤与加工金属管的对中性；
[0020]步骤3：所述封装胶粘剂采用双组分环氧树脂胶，将封装胶粘剂的两组分彻底混合，直到没有絮状物残余，放入离心机中进行消泡处理，然后灌入胶水箱；
[0021]步骤4：拧紧注胶罐的锁紧螺母，以防注胶罐失压，使用高压气泵通过高压气管给注胶罐加压，注胶罐内压强增大会推动液体胶不断进入待加工金属管中，同时伺服电机驱动拉拔装置左移，待加工金属管向左拉拔的过程中注胶罐随之移动，拉拔装置达到蜗杆左端之后，关闭锁紧开关松开待加工金属管，伺服电机再次驱动拉拔装置回到初始状态，打开锁紧开关锁紧待加工金属管，重复上述操作，直到待加工金属管拉伸长度满足要求；
[0022]步骤5：拉拔完毕之后，持续对注胶罐加压，直到能观察到封装胶粘剂稳定从待加工金属管左端流出，此时封装胶粘剂完全填充待加工金属管；
[0023]步骤6：对待加工金属管进行表面滚花加工和表面氧化处理，以提高其与被测基体的应变传递率。
[0024]所述的步骤3中为了保证注胶过程的连续性和避免待加工金属管内气泡的产生，使胶体液面浸没待加工金属管管口。
[0025]所述的步骤5中适当反转光纤缠绕盘并固定，防止光纤滑移，调节涨紧轮使光纤承受1.5N的预紧力，保持光纤拉紧32小时后完成固化。
[0026]本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过对分布式光纤应变传感器进行封装，利用金属毛细管和封装胶粘剂的强度特性，可以很好的保护敏感光纤；本专利技术所需的结构空间小，并且可以根据工程需要进行千米级封装，检测效果好、使用效率高；本专利技术可以对毛细金属管表面进行滚花、氧化等表面处理，增强了光电复合缆与被测基体的结合力，使光纤和基体之间能够产生协同变形，极大提升了应变传递率；本专利技术提供了一种高物理强度、不受恶劣
环境影响的载波通讯通道。
附图说明
[0027]图1是本专利技术的所提供的用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备结构示意图；
[0028]图2是本专利技术的牵引装置示意图；
[0029]图3是本专利技术的拉拔模具示意图；
[0030]图4是本专利技术的调心装置示意图。
[0031]图中：1牵引装置，2拉拔装置，3第一调心装置，4第二调心装置，5拉拔模具，6高压气管，7注胶罐，8光纤缠绕盘，9光纤导向装置，10高压气泵，11为胶水箱，12密封圈，13伺服电机，14联轴器，15锁紧开关，16驱动装置，17平台，18蜗杆，19待加工金属管，20光纤，101夹具，102光纤夹紧箍，501拉拔外模，502拉拔芯模，31调节旋钮，32调节轴，33支撑板，34升降板。
具体实施方式
[0032]下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备，其特征在于：包括牵引装置、拉拔装置、驱动装置、拉拔模具、高压气泵、高压气管、注胶罐、光纤缠绕盘、胶水箱、伺服电机、联轴器和平台；所述的平台的一侧设置有驱动装置，所述驱动装置与伺服电机连接，驱动装置上部设有拉拔装置，待拉拔金属管的一端夹持有牵引装置，平台上位于伺服电机的外侧设有拉拔模具，待拉拔金属管穿过拉拔模具，待拉拔金属管的一端套装在注胶罐上，注胶罐的上部安装有高压气泵，高压气泵通过高压气管与注胶罐相通，注胶罐上安装有光纤缠绕盘，光纤缠绕盘上缠绕有光纤。2.如权利要求1所述的用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备，其特征在于：所述的注胶罐上安装有胶水箱，注胶罐可在平台上沿金属管轴线方向移动。3.如权利要求1所述的用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备，其特征在于：所述驱动装置为蜗杆传动机构，驱动装置上具有蜗杆。4.如权利要求3所述的用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备，其特征在于：所述蜗杆通过联轴器与伺服电机连接。5.如权利要求1所述的用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备，其特征在于：所述驱动装置与拉拔装置之间设置有第一调心装置。6.如权利要求1所述的用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备，其特征在于：所述拉拔模具设置有第一调心装置。7.如权利要求5、6任一所述的用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备，其特征在于：所述的第一、二调心装置为剪叉结构。8.如权利要求1所述的用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备，其特征在于：所述拉拔装置上安装有锁紧开关。9.如权利要求1所述的用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备，其特征在于：所述牵引装置包括夹具和光纤夹紧箍，夹具将待拉拔金属管的一端进行夹持，光纤夹紧箍套装在夹具外侧。10.如权利要求1所述的用于结构应变监测的一体化光电复合缆制造装备，其特征在于：所述拉拔模具包括拉拔外模和拉拔芯模，拉拔外模的中间开有漏斗状通孔，其通孔直径较小的一端面向拉拔装置，待拉拔金属管穿过拉拔模具的拉拔外模，待拉拔金属管内套装有拉拔芯模，拉拔芯模为圆锥状结构中间开有通孔，待拉拔金属管内还套装有光纤，光纤穿过拉拔芯模中间的通孔。11.如权利要求1所述的用于结构应变监测的一体化光电...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振，宋涵，张昆桥，刘繄，王博一，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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