布里渊分布式光纤在管道中敷设结构制造技术

本实用新型专利技术公开了布里渊分布式光纤在管道中敷设结构，包括：混凝土管壁和管道不锈钢外衬，所述管道不锈钢外衬朝向管道中心线一侧布设有管道不锈钢内衬，所述管道不锈钢外衬和所述管道不锈钢内衬所形成的腔体内设置有长条状的光纤分布条盒，两组所述光纤分布条盒内分别安放有应变测量光纤和温度测量光纤

【技术实现步骤摘要】
布里渊分布式光纤在管道中敷设结构


[0001]本技术涉及布里渊分布式光纤
，具体为布里渊分布式光纤在管道中敷设结构
。

技术介绍

[0002]布里渊散射是光在不均匀介质中传播时发生的一种散射现象，它的频率和强度相对入射光均发生变化，布里渊散射相对于入射光频率的变化量称为布里渊频移
。
布里渊光时域分析仪用于管道在位状态监测与预警，将感应光纤直接嵌入在修复的混凝土结构内，实现结构全线的全覆盖实时状态监测口系统采用布里渊光学传感技术，利用光在光纤中传输时，产生的自发布里渊散射信号，通过分析布里渊散射光的频移来获得光纤沿线的温度及应变分布，从而监测管道应力异常
、
管道收敛
、
管道开裂
、
管道沉降
、
管道外力冲击
〔
水锤或荷载
)
等情况，第一时间识别并提示报警信息实现对管道结构健康的管理
。
[0003]现检索到
CN201821616524.3
一种管道在线监测装置，管道在线监测装置包括传感光缆
、
测量单元和监测单元；传感光缆包括双芯光纤，第一光纤的第二端与第二光纤的第二端连接
。
通过测量单元获取光功率信号，并根据受激布里渊散射光的光功率信号确定受激布里渊散射光的频谱，并根据受激布里渊散射光的峰值确定受激布里渊散射光的频移，监测单元根据历史数据分析和特征信号提取与智能识别，实现在线监测管道的服役情况，实现对管道第三方破坏
、
管道泄漏
、
管道沉降形变和地质灾害等进行事前预警，事前预知事件发生的时间
、
地点
、
事件趋势等，并准确定位，便于管道维护人员及时检修与处理，避免重大事故发生
。
[0004]上述管道在线监测装置，仅设置常规型的传感光缆，传感光缆采用单组设置，对于数据采样的容错率而言，因为单组数据不具有对比性，容易因为数据误差造成误报，且没有对温度测量光纤的感温效果和应变测量光纤的感应力的强度进行加强，使得数据采集后峰值较小
。
于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提出布里渊分布式光纤在管道中敷设结构
。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供布里渊分布式光纤在管道中敷设结构，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：布里渊分布式光纤在管道中敷设结构，包括混凝土管壁和管道不锈钢外衬，所述混凝土管壁和所述管道不锈钢外衬的中间位置采用混凝土注浆处理，所述管道不锈钢外衬朝向管道中心线一侧布设有管道不锈钢内衬，所述管道不锈钢外衬和所述管道不锈钢内衬所形成的腔体内设置有长条状的光纤分布条盒，所述光纤分布条盒设置有两组，两组所述光纤分布条盒内分别安放有应变测量光纤和温度测量光纤
。
[0007]进一步的，所述刷毛固定扣包括固定头
、
集污口和通管；所述固定头插入所述刷毛
的内腔，且刷毛与集污口和通管构成一个具有内部空腔的通路，所述刷毛固定扣利用所述固定头与所述刷毛之间形成一个安装于所述下卡接盘上的集污结构
。
[0008]进一步的，所述管道不锈钢外衬和所述管道不锈钢内衬相邻的表面与两组所述光纤分布条盒的外表面之间的空隙由发泡棉进行填充，并且填充的所述发泡棉预留有通孔
。
[0009]进一步的，所述应变测量光纤和所述温度测量光纤的外周设置有与其同步进行铺设的光纤容纳腔，所述光纤容纳腔利用两根振幅放大簧分别连接在条盒壳体的内壁和所述管道不锈钢内衬的外壁上
。
[0010]进一步的，布里渊频移与环境温度
、
光纤应变成线性关系：
[0011]Δ
v
B
＝
C
ε
Δ
ε
+C
T
Δ
T
R
[0012]式中：
Δ
v
B
为布里渊频移变化量，
MHz
；
Δ
ε
为光纤轴向应变，
με
；
Δ
T
R
为光纤温度，
℃
；
C
ε
和
C
T
分别为布里渊散射频移的应变和温度系数
。
对于普通的单模光纤，温度系数
C
T
约为
1.1MHz/℃
，应变系数
C
ε
约为
0.0483MHz/
με
。
[0013]进一步的，所述温度测量光纤的外周还设置有加快热量传递的导温层，所述导温层的材质包括但不限于导热矽胶布
、
导热胶带
、
导热硅脂中的其中一种，且所述导温层深入所述通孔后与所述管道不锈钢内衬的外壁抵接
。
[0014]进一步的，两组所述条盒壳体利用条盒连接扣固定在所述管道不锈钢内衬的外壁上，且两组所述光纤分布条盒构成一个完整的敷设结构，并且所述敷设结构沿着所述管道不锈钢内衬的外壁成环形对称分布有八组
。
[0015]进一步的，所述应变测量光纤和所述温度测量光纤将采集到的数据经由布里渊分布式数据采集仪传输至管道健康管理服务器进行数据处理
。
[0016]本技术提供了布里渊分布式光纤在管道中敷设结构，具备以下有益效果：该布里渊分布式光纤在管道中敷设结构采用八组敷设结构沿着所述管道不锈钢内衬的外壁成环形对称分布，提高了数据采集的样本数，且光纤容纳腔利用两根振幅放大簧分别连接在条盒壳体的内壁和管道不锈钢内衬的外壁上，提高了应变测量光纤的感应力的强度，导温层深入通孔后与管道不锈钢内衬的外壁抵接，使得温度测量光纤的感温效果得到增强
。
附图说明
[0017]图1为本技术布里渊分布式光纤在管道中敷设结构的整体主视结构示意图；
[0018]图2为本技术图1中
A
处的结构示意图；
[0019]图3为本技术光纤分布条盒处结构示意图；
[0020]图4为本技术布里渊分布式光纤在管道中敷设结构的工作原理示意图
。
[0021]图中：
1、
混凝土管壁；
2、
管道不锈钢外衬；
3、
管道不锈钢内衬；
4、
光纤分布条盒；
41、
应变测量光纤；
42、
温度测量光纤；
43、
振幅放大簧；
44、
条盒连接扣；
45、
光纤容纳腔；
46、
条盒壳体
。
具体实施方式
[0022]请参阅图1至图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
布里渊分布式光纤在管道中敷设结构，其特征在于，包括：混凝土管壁
(1)
和管道不锈钢外衬
(2)
，所述混凝土管壁
(1)
和所述管道不锈钢外衬
(2)
的中间位置采用混凝土注浆处理，所述管道不锈钢外衬
(2)
朝向管道中心线一侧布设有管道不锈钢内衬
(3)
，所述管道不锈钢外衬
(2)
和所述管道不锈钢内衬
(3)
所形成的腔体内设置有长条状的光纤分布条盒
(4)
，所述光纤分布条盒
(4)
设置有两组，两组所述光纤分布条盒
(4)
内分别安放有应变测量光纤
(41)
和温度测量光纤
(42)。2.
根据权利要求1所述的布里渊分布式光纤在管道中敷设结构，其特征在于，所述管道不锈钢外衬
(2)
和所述管道不锈钢内衬
(3)
相邻的表面与两组所述光纤分布条盒
(4)
的外表面之间的空隙由发泡棉进行填充，并且填充的所述发泡棉预留有通孔
。3.
根据权利要求1所述的布里渊分布式光纤在管道中敷设结构，其特征在于，所述应变测量光纤
(41)
和所述温度测量光纤
(42)
的外周设置有与其同步进行铺设的光纤容纳腔
(45)
，所述光纤容纳腔
(45)
利用两根振幅放大簧
(43)
分别连接在条盒壳体
(46)
的内壁和所述管道不锈钢内衬
(3)
的外壁上
。4.
根据权利要求1所述的布里渊分布式光纤在管道中敷设结构，其特征在于，布里渊频移与环境温度
、
光纤应变成线性关系：
Δ
v
B
＝
C
ε
Δ
ε<...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊雪莲，王建斌，陈亮，宝玲，李小红，姚海楠，
申请(专利权)人：上海万朗水务科技集团有限公司，
类型：新型
国别省市：