一种分布式光纤传感器

技术领域

本发明实施例涉及光纤传感器技术领域，尤其涉及一种分布式光纤传感器。

背景技术

分布式光纤传感器是采用独特的分布式光纤探测技术，对沿光纤传输路径上的空间分布和随时间变化信息进行测量或监控的传感器。它将传感光纤沿场排布，可以同时获得被测场的空间分布和随时间的变化信息，对于许多工业应用有许多吸引力。

然而，在现有技术中，分布式光纤传感器在使用时，采用焊接的方式直接将传感光纤焊接在待测物体的表面，由于分布式光纤传感器中的传感光纤的长度较长，在使用过程中极易出现折断的现象，进而造成测量的中断，不仅延长了测量的时间，极大的增加了测量的成本；并且，光纤传感器存在着安装盒的散热不好，也有一些在安装盒上开孔进行散热，但是同时会有灰尘进入安装盒内，影响光纤传感器的正常工作，缩短了使用寿命。

发明内容

本发明实施例的目的在于：提供一种分布式光纤传感器，防止分布式光纤传感器中的传感光纤在使用过程中传感光纤容易折断和散热问题，进而降低测量成本和提高分布式光纤传感器的测量精度、使用寿命。

为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：

提供一种分布式光纤传感器，包括：光纤传感器本体、外壳以及金属基板；

所述光纤传感器本体固定于所述外壳内部；

所述外壳的侧壁上设置有散热孔和覆盖所述散热孔的过滤网；

所述金属基板上设置安装槽和焊接槽，所述外壳通过所述安装槽与所述金属基板连接，所述金属基板通过所述焊接槽与待测物体连接。

可选地，所述外壳内设置固定柱，所述光纤传感器本体通过所述固定柱固定于所述外壳内。

可选地，所述金属基板还包括连接部，所述连接部位于在所述金属基板的两个侧面，所述连接部用于将两个所述金属基板进行连接。

可选地，所述连接部包括插槽和插入部；

所述插槽设置在所述金属基板的第一侧面上，所述插入部设置在所述金属基板第二侧面，所述第一侧面和所述第二侧面为所述金属基板相对的两个侧面。

可选地，所述插槽为方形槽、圆形槽或者为燕尾槽中的一种，所述插入部与所述插槽适配。

可选地，所述过滤网为圆环形罩网结构，所述分布式光纤传感器还包括弹性散热门，所述弹性散热门覆盖在所述散热孔上，并且在弹性作用下可在所述圆环形罩网结构的内环延轴向方向活动。

可选地，所述弹性散热门包括散热门本体和弹性件，所述弹性件一端连接所述外壳，另一端连接所述散热门本体。

可选地，所述弹性件为弹簧。

可选地，还包括：水平气泡仪，所述水平气泡仪设置在所述金属基板固定所述外壳的同一表面上。

可选地，所述外壳通过所述安装槽与所述金属基板可拆卸式连接。

本发明实施例的所提供的一种分布式光纤传感器包括光纤传感器本体、外壳以及金属基板，光纤传感器本体固定于外壳内部，外壳的侧壁上设置有散热孔和覆盖散热孔的过滤网，金属基板上设置安装槽和焊接槽，外壳通过安装槽与金属基板连接，金属基板通过焊接槽与待测物体连接，本发明实施例一方面利用外壳将光纤传感器本体进行固定，避免了光纤传感器本体的晃动造成传感光纤折断需要中断测量的问题，减少了测量时间，降低了测量成本，另一方面利用外壳的散热孔和过滤网实现了分布式光纤传感器的自动散热，达到防尘的目的，有效地保持了分布式光纤传感器的正常工作和延长了使用寿命，又一方面，金属基座将光纤传感器方便的安装在待测物体上，以借助金属基座的导电和保护作用，实现传感光纤对待测物体的间接测量，避免其测试精度受到待测物体表面温湿度的影响，提高了测量精度。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例中分布式光纤传感器的结构示意图；

图2为图1中的A-A剖视图；

图3为图2中局部D的放大示意图。

图中：

1、光纤传感器本体；2、外壳；3、金属基板；4、散热孔；5、过滤网；6、插槽；7、插入部；8、弹性散热门；9、弹性件；10、安装槽；11、固定柱。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1和图2所示，本发明实施例所提供的一种分布式光纤传感器包括光纤传感器本体1、外壳2以及金属基板3。

其中，光纤传感器本体1可以是光纤传感器，光纤传感器是一种将被测对象的状态转变为可测的光信号的传感器，光纤传感器的工作原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制器，在调制器内与外界被测参数的相互作用，使光的光学性质如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等发生变化，成为被调制的光信号，再经过光纤送入光电器件、经解调器后获得被测对象的参数。

金属基板3可以是平板状的金属板，优选地，可以为方形的铝板，从而铝板具有良好的导电、导热性能，而且铝板质量小，方便安装和运输，当然，金属基板3的材质还可以是铝合金、不锈钢、镀锌板等，金属基板3的形状还可以是圆形、椭圆形等，本领域技术人员可以根据实际应用场景采用具体材质和形状的金属基板3。

外壳2可以箱体，外壳2内具有一空腔，在本发明实施例中，外壳2的材质可以是金属。

如图1和图2所示，在本发明实施例的分布式光纤传感器中，光纤传感器本体1固定于外壳2内部，例如，可以通过螺丝、卡位等方式将光纤传感器本体1可拆卸式地固定在外壳2的内部空腔中，另外，外壳2的侧壁上设置散热孔4和过滤网5，使得光纤传感器本体1产生的热量可通过外壳2上的散热孔4扩散到外壳2的外部，过滤网5可以覆盖住散热孔4，以防止灰尘通过散热孔4进入到外壳2内部。金属基板3上设置安装槽10和焊接槽，安装槽10用于安装外壳2，焊接槽用于焊接待测物体，在一个示例中，安装槽10可以是与外壳2匹配的卡槽，从而可以方便快捷地将外壳2固定在金属基板3上，焊接槽可以位于金属基板3的背面，使得金属基板3可通过焊接槽与待测物体焊接，焊接槽可以是方形槽体等，焊接槽的具体结构可以根据实际情况设置，本发明实施例对焊接槽不做限制。

在本发明实施例中，一方面，利用外壳将光纤传感器本体进行固定，避免了光纤传感器本体的晃动造成传感光纤折断需要中断测量的问题，减少了测量时间，降低了测量成本，另一方面利用外壳的散热孔和过滤网实现了分布式光纤传感器的自动散热，达到防尘的目的，有效地保持了分布式光纤传感器的正常工作和延长了使用寿命，又一方面，金属基座将光纤传感器方便的安装在待测物体上，以借助金属基座的导电和保护作用，实现传感光纤对待测物体的间接测量，避免其测试精度受到待测物体表面温湿度的影响，提高了测量精度。

实施例二

本发明实施例在前述实施例一的基础上进行优化，如图1和图2所示，本发明实施例所提供的一种分布式光纤传感器，包括光纤传感器本体1、外壳2以及金属基板3，光纤传感器本体1固定于外壳2内部，外壳2的侧壁上设置有散热孔4和覆盖散热孔4的过滤网5，金属基板3上设置安装槽10和焊接槽，外壳2通过安装槽10与金属基板3连接，金属基板3通过焊接槽与待测物体连接。

如图2所示，在本发明的可选实施例中，外壳2内设置固定柱11，固定柱11用于固定光纤传感器本体1，具体地，可以在外壳2内设置位于光纤传感器1本体两侧的固定柱11，其中，固定柱11的截面可以是圆形、方形等，固定柱11的高度可根据光纤传感器本体1的高度来确定，另外，两个固定柱11的布置方向可以与光纤传感器本体1容易移动的方向一致，本发明实施例通过固定柱11可以防止光纤传感器本体1在外壳2内移动。

如图2所示，在本发明的另一可选实施例中，金属基板3还包括连接部，该连接部位于金属基板的两个侧面，连接部用于将两个金属基板3首尾连接，具体地，连接部包括插槽6和插入部7，插槽6设置在金属基板3的第一侧面上，插入部7设置在金属基板3第二侧面，其中，第一侧面和第二侧面为金属基板3相对的两个侧面，例如，金属基板3为长方形的金属板材，第一侧面和第二侧面分别为金属基板3长度方向上的两个侧面，多个金属基座3可通过插槽6和插入部7依次连接，贯通每个金属基板3的安装槽10可形成较长距离的连通槽，进而实现自适应化设计，在较长距离的连通槽上可以安装不同规格尺寸的外壳2以适应不同规格尺寸的光纤传感器本体1。

可选地，插槽6为方形槽、圆形槽或者为燕尾槽中的一种，即插槽6的横截面为方形、圆形或者燕尾形，相应的插入部7的横截面与插槽6的横截面适配，本发明实施例对插槽6和插入部7的横截面的形状不做限制。

更优选地，还可以在金属基板3上设置水平仪，可选地，水平仪可以是水平气泡仪，具体地，水平气泡仪可以嵌入金属基板3内，并通过开孔暴露出水平气泡仪，示例性地，水平气泡仪设置在金属基板3固定外壳2的同一表面上，作业人员将金属基板3焊接在待测物体上时，可以先通过水平气泡仪调整金属基板3与水平面平行，然后通过工装夹具固定后进行焊接，从而保证分布式光纤传感器与水平面平行，提高测量的精度。

如图2和图3所示，本发明实施例的还包括弹性散热门8，该弹性散热门8覆盖住散热孔4，过滤网5为圆环形罩网结构，弹性散热门8在弹性作用下可在圆环形罩网结构的内环活动，具体地，弹性散热门8可以包括散热门本体和弹性件9，其中，散热门本体可以是一端封闭，另一端敞口的圆筒，弹性件9可以是弹簧，还可以是其他弹性部件，如弹性塑胶。散热门本体设置有敞口的一端靠近外壳2，封闭的一端远离外壳2，弹性件9的一端连接外壳2，另一端连接散热门本体，具体为连接散热门本体封闭的一端的底部，同时，圆环形罩网结构的过滤网5设置有与散热门本体筒身相配的支撑壁，使得散热门本体可在支撑壁形成的空间内做轴向移动。

如图3所示，本发明实施例的分布式光纤传感器散热的工作原理为：

在分布式光纤传感器工作时，外壳2内腔中的光纤传感器本体1产生大量热量，外壳2内腔中的空气被加热开始膨胀，由于弹性散热门8所形成的空间通过散热孔4与外壳2的内腔连通，空气加热膨胀使得弹性散热门8封闭的一端的底部收到膨胀力的作用，弹性散热门8向F方向移动，弹性散热门8敞口的一端与外壳2之间出现间隙，外壳2内的热空气通过散热孔4排出到弹性散热门8所形成的空间后，经由弹性散热门8与外壳2的侧壁的间隙、过滤网5排出到外壳2，从而实现外壳2内的热量向外发散。当外壳2内的热量排出后，外壳2内的空气压力降低，弹性散热门8在弹性件9的作用下向与F相反的方向移动，弹性散热门8敞口的一端与外壳2抵接没有间隙，弹性散热门8重新覆盖住散热孔4，以防止灰尘进入外壳2内。

本发明实施例的分布式光纤传感器设置有弹性散热门，分布式光纤传感器在温度过高需要散热时，弹性散热门自动打开，外壳2的内腔与外部连通，散热结束后弹性散热门自动关闭，外壳2的内腔与外部不连通，进一步防止微小的灰尘透过过滤网5后从散热孔4进入外壳2内，进一步提高了防尘性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。