ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ СЕНСОР ДЕФОРМАЦИИ С КОНТРОЛИРУЕМЫМ НАЧАЛЬНЫМ НАТЯЖЕНИЕМ

Полезная модель относится к сенсорам, а именно к конструкциям волоконно-оптических сенсоров на основе регистрации параметров тонкой структуры рассеянного излучения.
Известны волоконно-оптические датчики распределения механического напряжения (растяжения), на основе регистрации сдвига частоты рассеянного излучения (эффект Мандельштама-Бриллюэна) (http://nepa-ru.com/brugg_files/10_sensoring/01_web_sens_tech_ru.pdf;
http://www.sedatec.org/ru/products/863951/863952/864017/).
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является волоконно-оптический сенсор деформации, предназначенный для использования в распределенных волоконно-оптических системах мониторинга (http://www.lscom.ru/smc_v1.html). Сенсор состоит специального оптического волокна, в плотном полимерном покрытии и содержит дополнительную двухслойную защитную полимерную оболочку.
Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемому, из числа известных по совокупности признаков, к недостаткам которого следует отнести небольшую упругость сенсора, необходимую, с одной стороны, для достижения высокой чувствительности, но с другой стороны, не позволяющую обеспечить в процессе монтажа начальное растяжение, равномерно распределенное по его длине, и не позволяющее обеспечить его сохранность при приложении запредельной растягивающей нагрузки. Простое упрочнение или армирование защитных оболочек неминуемо приводит к снижению чувствительности сенсора.
Поставленная задача состояла в разработке конструкции сенсора с высокой чувствительностью в заданном рабочем диапазоне растяжения, обеспечивающей возможность монтажа на объекте мониторинга с контролируемым, равномерно распределенным по длине, начальным натяжением, защищенной от разрушения при приложении запредельной растягивающей нагрузки при монтаже.
Технический результат достигается тем, что волоконно-оптический сенсор деформации с контролируемым начальным натяжением, содержащий, по меньшей мере, одно оптическое волокно в плотном полимерном покрытии и наружную защитную полимерную оболочку, дополнительно содержит внутри наружной защитной полимерной оболочки силовой элемент, расположенный параллельно оптическому волокну, а защитная полимерная оболочка, имеет канавку, обеспечивающую возможность удаления силового элемента после монтажа сенсора на объекте.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображено сечение волоконно-оптического сенсора, содержащего оптическое волокно 1, в плотном полимерном покрытии 2, дополнительный силовой элемент 3 и защитную полимерную оболочку 4, имеющую канавку, обеспечивающую возможность удаления дополнительного силового элемента после закрепления сенсора на поверхности объекта.
Далее приводятся сведения, подтверждающие промышленную применимость полезной модели.
Несомненным достоинством предлагаемого решения является возможность изготовления сенсора на существующем, традиционно используемом, кабельном оборудовании, с применением промышленно выпускаемых оптических волокон в плотном полимерном покрытии и промышленно выпускаемых материалов. Так оболочка сенсора может быть изготовлена из полиэтилена, а дополнительный силовой элемент - из стальной проволоки, стального троса, синтетических или стекловолокон.
В предлагаемой полезной модели достигается возможность предотвращения разрушения сенсора в процессе монтажа, достижения высокой однородности начального натяжения, с обеспечением высокой чувствительности в заданном рабочем диапазоне растяжения после закрепления сенсора на поверхности объекта, например, при помощи подходящего клеящего состава, и удаления дополнительного силового элемента.