一種用于鋼軌形變監測的特殊光纜制造技術

本實用新型專利技術涉及一種用于鋼軌形變監測的特殊光纜，由雙芯不銹鋼光單元、不銹鋼外鎧、第一緊包光纖、第二緊包光纖、固體填充物構成，所述的雙芯不銹鋼光單元與第一緊包光纖、第二緊包光纖通過固體填充物一起封裝固定于不銹鋼外鎧上；所述的不銹鋼外鎧和鐵軌之間利用特殊的焊接設備進行固定。本實用新型專利技術的有益效果為：其環境適應性強，布設方式特別，其設計方案屬于國內首創，具有較高的設計水平和較強的工程實施性；且光纜以點焊、連續焊的方式固定于鋼軌表面，其設計壽命長、結構強度大，能夠適應野外潮濕、光照、高溫、雨水浸蝕等惡劣條件以及高鐵通過時產生的振動、真空吸附等不利條件的影響，實現鋼軌形變在線監測。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

—種用于鋼軌形變監測的特殊光纜
本技術涉及光纜領域，主要是一種用于鋼軌形變監測的特殊光纜，主要應用 于軌道交通監測領域。
技術介紹
近幾年，我國高速鐵路建設飛速發展，高速通行列車對鋼軌的結構安全提出了很 高要求，受地質病害、路基變形以及鋼軌自身缺陷等條件的影響，鋼軌存在發生斷裂、彎曲 形變的風險，嚴重危害高鐵運行安全。所以，需要對高鐵鋼軌的狀態進行實時在線監測，在 鋼軌出現較大形變或具有較大形變趨勢的時候提供預警，保障高鐵運行安全。目前，國外已有鋼質結構體應變測試光纜的應用，用于監測鋼質橋梁的應變、振動 等參量，光纜價格非常昂貴，只能用于試驗測試，不適宜大規模的工程應用。國內用于常規 通信的皮線纜已經進行了相關被測物的應變測試，能夠準確反映被測物體的形變或應變變 化趨勢，其成本低廉，但皮線纜耐側壓能力、抗拉強度都不能適應野外工程應用的要求，并 且皮線纜和鋼軌之間只能采用環氧樹脂等粘接劑進行固定，無法長期適應野外惡劣環境條 件及振動、真空吸附等不利條件的影響。
技術實現思路
本技術的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種為滿足鋼軌應變測 試及降低光纜成本、滿足大規模工程應用的需要的用于鋼軌形變監測的特殊光纜。本技術的目的是通過如下技術方案來完成的，它由雙芯不銹鋼光單元、不銹 鋼外鎧、第一緊包光纖、第二緊包光纖、固體填充物構成，所述的雙芯不銹鋼光單元與第一 緊包光纖、第二緊包光纖通過固體填充物一起封裝固定于不銹鋼外鎧上；所述的不銹鋼外 鎧和鐵軌之間利用特殊的焊接設備進行固定。作為優選，所述的雙芯不銹鋼光單元由兩根芯組成，其中一根芯用于測試，另一根 芯備用。作為優選，所述的第一緊包光纖和第二緊包光纖，其中第一緊包光纖用于測試，第 二緊包光纖備用。本技術的有益效果為采用該方案的特殊光纜，其環境適應性強，布設方式特 別，其設計方案屬于國內首創，具有較高的設計水平和較強的工程實施性；且光纜以點焊、 連續焊的方式固定于鋼軌表面，其設計壽命長、結構強度大，能夠適應野外潮濕、光照、高 溫、雨水浸蝕等惡劣條件以及高鐵通過時產生的振動、真空吸附等不利條件的影響，實現鋼 軌形變在線監測。附圖說明圖1是本技術的結構示意圖。附圖中的標號分別為1、雙芯不銹鋼光單元；2、不銹鋼外鎧；3、第一緊包光纖；4、第二緊包光纖；5、固體填充物。具體實施方式下面將結合附圖對本技術做詳細的介紹如附圖1所示，本技術由雙芯 不銹鋼光單元1、不銹鋼外鎧2、第一緊包光纖3、第二緊包光纖4、固體填充物5構成，所述 的雙芯不銹鋼光單元I與第一緊包光纖3、第二緊包光纖4通過固體填充物5 —起封裝固 定于不銹鋼外鎧2上；所述的不銹鋼外鎧2和鐵軌之間利用特殊的焊接設備進行固定，固定 強度高，環境適應性強。雙芯不銹鋼光單元I用于溫度補償，其中一根芯用于測試，另一根 芯備用；第一緊包光纖3和第二緊包光纖4，其中一根測試，另一根備用；固體填充物5用于 保障應變光纖的協調形變。和普通皮線纜相比，不銹鋼外鎧2給光纜提供了較高的耐側壓 強度和耐拉強度。固體填充物5提供了協調應變能力，同時對應變光纖和溫補光纖提供保 護。本技術所提出的鋼軌形變監測光纜，采用不銹鋼外鎧2，提高了耐側壓強度和 耐拉強度；光纜在成纜時要同步填充凝膠，可以提供協調形變，同時對光纖形成保護。最終 的光纜方型剖面形狀通過特殊設計的模具，由前期拉制的圓形剖面光纜通過一定的拉制方 式拉制而成。圓型剖面半徑為r，方型剖面長度為a，寬度為b，則有如下關系a+b= τι r光纜采用不銹鋼外鎧2，除了結構強度增加外，還和鐵軌之間提供了特殊的固定方 式，提高了光纜固定的可靠性和環境適應性。此外，由于不銹鋼外鎧應變測試光纜特殊的固定方式，其同樣適用于大型鋼鐵結 構的應變監測，如橋梁的箱梁、斜拉索以及鋼結構建筑物等，可以在被監測構件上進行分布 式布放，形成一定規模的監測網絡，實現在線監測。本技術實現的第一步是制做截面半徑為r的雙芯不銹鋼光單元1，在雙芯不 銹鋼光單元I制做的同時將第一緊包光纖3和第二緊包光纖4 一起封裝在不銹鋼外鎧2內， 制做過程中雙芯不銹鋼光單元I內部不再填充常用的油膏，而代之填充一定配比聚氨酯凝 膠或其他固化后強度適中的環氧樹脂凝膠，即固體填充物5。由于凝膠固化后其外形不容易 發生變化，所以要在凝膠固化前對制作的圓形光單元用方型模具進行冷拉成型，考慮到一 次拉制光纜成型后，由于殘余應力存在，沿光纜長度方向上的截面形狀可能不完全一致，需 要用同樣規格的模具再次冷拉處理。對成型后的光纜，在凝膠固化前宜先在較大的空間里 存放，待其固化后再收繞在纜盤上。本技術不局限于上述實施方式，不論在其形狀或材料構成上作任何變化，凡 是采用本技術所提供的結構設計，都是本技術的一種變形，均應認為在本實用新 型保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于鋼軌形變監測的特殊光纜，由雙芯不銹鋼光單元（1）、不銹鋼外鎧（2）、第一緊包光纖（3）、第二緊包光纖（4）、固體填充物（5）構成，其特征在于：所述的雙芯不銹鋼光單元（1）與第一緊包光纖（3）、第二緊包光纖（4）通過固體填充物（5）一起封裝固定于不銹鋼外鎧（2）上；所述的不銹鋼外鎧（2）和鐵軌之間利用特殊的焊接設備進行固定。

【技術特征摘要】
1.一種用于鋼軌形變監測的特殊光纜，由雙芯不銹鋼光單元(I)、不銹鋼外鎧(2)、第一緊包光纖(3)、第二緊包光纖(4)、固體填充物(5)構成，其特征在于所述的雙芯不銹鋼光單元(I)與第一緊包光纖(3)、第二緊包光纖(4)通過固體填充物(5)—起封裝固定于不銹鋼外鎧(2)上；所述的不銹鋼外鎧(2)和鐵軌之間利用特殊的焊...

【專利技術屬性】
技術研發人員：桑衛兵，葛輝良，鄭歡，趙勇，
申請(專利權)人：中國船舶重工集團公司第七一五研究所，
類型：實用新型
國別省市：