CN112524359B - 一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管路连接技术领域，尤其涉及一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头。用于连接相对设置的第一连接管路与第二连接管路，管接头包括管接头主体、以及安装在管接头主体上并用于监测管接头主体温度与应变的传感结构，管接头主体套设在第一连接管路与第二连接管路上；管接头主体包括中空结构的接头本体与挤压环，接头本体套设在第一连接管路与第二连接管路上并连接第一连接管路与第二连接管路；挤压环设置两个，相对套设在接头本体的两端。与现有技术相比，实现了管接头主体与管路的塑性变形连接、以及对管路***的健康监测，解决了传统管路体系监测***与管路本体相分离、管接头变形与管路***温度测量不准确和管接头安装不便的问题。

Description

一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头

技术领域

本发明涉及管路连接技术领域，尤其涉及一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头。

背景技术

管接头作为一种管路连接件，被广泛的应用在航天、军工机械及其他领域的管路***中，且多数情况下管路***较为复杂，管接头众多，且目前管接头的结构多采用螺纹进行安装，拆装不便，导致对某一特定管路进行监测时极为不便，管路***内压多变且监测不足，可能会引发管接头在使用过程中发生故障。大多数故障由管路内部压力多变及内部输送物质温度超标所导致，例如管路***由持续承受高压到突发低压状况时，管接头变形无法完全恢复，将导致管路内部液体或气体在管接头处发生泄露，管路***的复杂性可能会导致维修人员无法及时排查到故障管接头，进而导致严重事故的发生。因此，将传感器和管接头本体进行集成，实现管接头温度和应变的在线测量进而判断其状态，对于管路***的安全具有非常重要的意义。

国内外虽然有关专利或论文对管路及管接头的故障监测和接头体的结构提出过较为智能的改进措施。例如：申请号为：201120101470.9，授权公告号为：CN202012377U，公开日为2011年10月19日的，专利名称为润滑管路故障监测装置的实用新型专利中，提出了在管路待检测位置布置压力传感器和流量传感器对润滑油路进行故障监测的方法，可以对管路压力及管内流量进行测量，但该装置并未形成传感一体化的监测装置，导致该装置安装复杂和不能实现实时监测。在申请号为：201320487379.4，授权公告号为：CN203626966U，公开日为：2014年06月04日的，专利名称为一种燃油检测装置的实用新型专利中，提到了利用压力传感器和一种快换接头实现了对油路的故障监测，但由于该装置的监测装置和管路***本体是分开的，使用该装置对管路进行故障监测时需要对监测装置进行现场的安装，导致无法及时发现故障。在申请号为201420351405.5，授权公告号为：CN204154403U，公开日为：2015年02月11日的，专利名称为一种三通管温度测量装置的实用新型专利中，设计了一种对小管径管路温度进行测量的装置，该装置具有安装方便，结构简单等特点，该装置仅能对管路温度进行测量，且受管路直径限制，无法做到对管路故障的实时监测。在申请号为：201210201569.5，申请日为：2012年06月19日，授权公告号为：CN102735536B，公告日为：2014年04月23日的，专利名称为管环向变形测量的卡头、测量***、测量方法的发明专利中，设计了一种管路环形变形的测量装置，该装置采用仿形卡槽夹持待测量导管，进而测量导管的变形，该检测装置所测量变形为管的环向变形，更接近变形的真是情况，且保证了式样管的完整性，但该装置无法实现管路***温度检测和故障预警。在申请号为：93204339.9，公告号为：CN2158017Y，公开日为：1994-03-02的，专利名称为挤压式系列管接头的实用新型专利中，提出了一种新型无螺纹的管接头，但该管接头采用的是填充膨胀物质实现管路的连接，该连接方法在使用过程中极易发生输送物质的泄露。上述研究多数为在管路外壁上进行传感器布置或通过机械装置对管路变形进行测量，无法实现管路***的实时监测和管接头的快速安装。

发明内容

本发明针对上述提出的目前管路***安全监测以及管接头结构设计中存在的问题，本发明设计了一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头，该连接接头通过管接头主体与管路的塑性变形实现管路的连接，并通过管接头主体上集成的光纤光栅传感器实现管路***的健康监测，解决了传统管路体系监测***与管路本体相分离、管接头变形以及管路***温度测量不准确和管接头安装不便的问题。

本发明采用以下技术方案：一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头，用于连接相对设置的第一连接管路与第二连接管路，所述管接头包括管接头主体、以及安装在所述管接头主体上并用于监测管接头主体温度与应变的传感结构，且所述管接头主体套设在所述第一连接管路与第二连接管路上。

其中，所述管接头主体包括中空结构的接头本体与挤压环，所述接头本体套设在所述第一连接管路与第二连接管路上并连接所述第一连接管路与第二连接管路；所述挤压环设置两个，且相对套设在所述接头本体的两端。

在接头本体两端的内壁上均开设有若干间隔设置的容纳槽，相邻的两个所述容纳槽间形成有接头体内连接凸起；在所述接头本体中部形成有接头体外连接凸起，并在所述接头体外连接凸起上开设用于封装所述传感结构的传感器布置槽。

所述挤压环分为依次连接的挤压环前段、挤压环中段、以及挤压环后段，所述挤压环前段的内壁面与所述接头体外连接凸起相配合；所述挤压环中段的内壁面与开设容纳槽处的接头本体相配合，用于挤压所述接头本体发生塑性变形；所述挤压环后段的内壁面与所述接头本体的两端相配合。

进一步的，在接头本体两端的内壁上均开设有两个间隔设置的容纳槽，且所述容纳槽开设的长度与所述挤压环中段的长度相匹配。

进一步的，在所述挤压环后段中部的内壁面上开设弧形凹槽，且所述挤压环后段尾部的内壁面与所述接头本体两端的外壁面接触连接。

进一步的，在所述第一连接管路与第二连接管路间预留管间间隙。

进一步的，所述传感结构包括设置在所述传感器布置槽内的光纤光栅传感器封装组件、以及设置在所述光纤光栅传感器封装组件外侧并用于封装所述光纤光栅传感器封装组件的传感器密封环。

进一步的，所述传感器密封环具有断口；所述光纤光栅传感器封装组件包括设置在所述传感器布置槽内的应变测试光纤光栅传感器封装部与温度测试光纤光栅传感器封装部、以及连接所述应变测试光纤光栅传感器封装部与温度测试光纤光栅传感器封装部的传感器连接部，所述传感器连接部由弹性材料制作形成；所述应变测试光纤光栅传感器封装部的末端与光纤光栅传感器引线连接，且所述光纤光栅传感器引线从所述断口处引出。

进一步的，所述应变测试光纤光栅传感器封装部包括设置在所述传感器布置槽内的第一毛细钢管、以及设置在所述第一毛细钢管内并用于感知接头本体的应变与温度信号的应变测试光纤光栅传感器，且所述应变测试光纤光栅传感器通过环氧树脂层封装在所述第一毛细钢管内；和/或所述温度测试光纤光栅传感器封装部包括设置在所述传感器布置槽内的第二毛细钢管、设置在所述第二毛细钢管内并用于感知接头本体的温度信号的温度测试光纤光栅传感器，且所述温度测试光纤光栅传感器通过环氧树脂层封装在所述第二毛细钢管内；所述第一毛细钢管与所述第二毛细钢管相对设置。

进一步的，所述应变测试光纤光栅传感器设置三组，均布在所述第一毛细钢管的中间部位；所述温度测试光纤光栅传感器设置一组，设置在所述第二毛细钢管的中间部位；且相邻的两传感器间通过传感器连接线串联连接。

进一步的，所述第一毛细钢管粘贴在所述传感器布置槽内。

进一步的，所述传感器密封环的两侧壁形成有长条形凸起；所述传感器布置槽内形成有与所述长条形凸起相配合的凹槽，所述长条形凸起与所述凹槽卡合连接。

与现有技术相比，本发明集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头的有益效果为：

1)本发明中提供的一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头，使用时，首先将挤压环布置在接头本体的外部，之后将接头本体套入第一连接管路，随后将第二连接管路***接头本体的另一端，最后再利用特定的挤压装置，将接头本体外部的两个挤压环沿接头本体的轴向，向接头本体中部进行挤压，直至挤压环到达接头体外连接凸起处，即可完成第一连接管路与第二连接管路的连接。该集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头利用接头本体和连接管路的塑性变形实现管路连接，该连接方法方便快捷，且连接更加紧固。同时本发明给出了新型管接头传感***的设计方案，本发明将传感器与接头本体进行了集成，实现了集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头应变及温度的测量和管路***健康状况的实时监测。解决了传统管路体系监测***与管路本体相分离、管接头变形以及管路***温度测量不准确和集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头安装不便等问题。

2)在挤压环后段中间部位的内壁面上开设弧形凹槽，减少挤压环后段与接头本体外壁面的接触面积，降低推动挤压环推动时的阻力；同时，挤压环后段的尾部与接头本体的两端止抵连接，可以避免接头本体的两端发生翘曲等。

3)增设传感***，因此，基于该集成光纤光栅传感器的智能轴向挤压式管接头可实现的管路状态监测如下：

a.管路应变和温度的实时监测及故障预警

该集成传感器的智能轴向挤压式管接头将传感***与管路***进行了集成，可实现管路应变和温度信号的实时采集，并对根据第一连接管路与第二连接管路的***动力学特性、力学特性与温度变化，对测试***设置故障预警值和特征参数，当管路的应变量或温度值达到故障预警值时或应变和温度信号产生特定特征时，警报***发出警告。

B.管路泄露及管接头拔脱监测

在管路输送状态不变的情况下，若应变测试光纤光栅传感器所采集到的智能轴向挤压式管接头应变信号产生泄漏特征信号时，可判定为管路***中管接头或管路发生了泄露，需进行管接头附近泄露点的排查和维修；若应变测试光纤光栅传感器所测试的轴向挤压式管接头应变量急速下降甚至接近零值，且温度测试光纤光栅传感器所测试的轴向挤压式管接头温度迅速下降，直至环境温度，可判定为该轴向挤压式管接头发生了拔脱现象，需进行紧急停车抢修。

本发明将传感器与轴向挤压式管接头进行了集成，实现了管接头应变及温度的测量和管路***健康状况的实时监测；同时，本发明测试信号抗干扰能力强且测试信号准确，实现了集成光纤光栅传感器的智能轴向挤压式管接头设计，可对管路***进行实时检测及故障预警。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头的整体示意图；

图2是图1的半剖视图；

图3是本发明一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头挤压完成时结构示意图；

图4是图1中挤压环的半剖视图；

图5是图1中接头本体的半剖视图；

图6是图1中接头本体的局部剖视图；

图7是图1中传感器密封环在断口处的结构示意图；

图8是图1中应变测试光纤光栅传感器封装部与温度测试光纤光栅传感器封装部连接的结构示意图；

图9是图1中光纤光栅传感器的布置示意图；

图10是图1中应变测试光纤光栅传感器封装的结构示意图；

其中：第一连接管路1、管间间隙101；

第二连接管路2；

管接头主体3、接头本体30、容纳槽301、接头体内连接凸起302、接头体外连接凸起303、传感器布置槽304、凹槽304-1、挤压环31、挤压环前段311、挤压环中段312、挤压环后段313、弧形凹槽313-1；

传感结构4、光纤光栅传感器封装组件40、应变测试光纤光栅传感器封装部401、第一毛细钢管401-1、应变测试光纤光栅传感器401-2、环氧树脂层401-3、温度测试光纤光栅传感器封装部402、温度测试光纤光栅传感器402-1、传感器连接部403、光纤光栅传感器引线404、传感器密封环41、长条形凸起411、断口412、传感器连接线42。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图1至附图10以及具体实施例详细论述本发明：

如图1-10所示，一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头，用于连接相对设置的第一连接管路1与第二连接管路2，该管接头包括管接头主体3、以及安装在所述管接头主体3上并用于监测管接头主体3温度与应变的传感结构4，且所述管接头主体3套设在所述第一连接管路1与第二连接管路2上，通过管接头主体3实现第一连接管路1与第二连接管路2间的连通，并将传感结构4固定安装在该管接头主体3上，监测管接头主体3的温度与应变信号，进而实现对管路***健康状态的实时监测。需要说明的，本发明中对第一连接管路1与第二连接管路2的具体尺寸不做限定，但优选的，第一连接管路1与第二连接管路2为等直径的圆柱型连接管路，第一连接管路1与第二连接管路2采用相同的结构设计。

其中，所述管接头主体3包括中空结构的接头本体30与挤压环31，所述接头本体30套设在所述第一连接管路1与第二连接管路2上，实现所述第一连接管路1与第二连接管路2间的固定连接；所述挤压环31设置两个，且相对套设在所述接头本体30的两端，即一个设置在接头本体30的第一连接端，另一个设置在接头本体30的第二连接端，通过挤压环31使得接头本体30与第一连接管路1或第二连接管路2发生塑性变形，从而实现第一连接管路1与第二连接管路2的快速紧密连接。该挤压环31的内壁面形状与接头本体30的外壁面形状相匹配，实现第一连接管路1与第二连接管路2的连接。本发明中，接头本体30与挤压环31均采用金属材质。

在接头本体30两端(即第一连接端与第二连接端)的内壁上均开设有若干间隔设置的容纳槽301，相邻的两个所述容纳槽301间形成有接头体内连接凸起302；在所述接头本体30中部形成有接头体外连接凸起303，该接头体外连接凸起303向远离接头本体30的的方向延伸，并在所述接头体外连接凸起303上开设用于封装所述传感结构4的传感器布置槽304，从而将传感器封装在该传感器布置槽304内，如图5所示。本发明中，对容纳槽301的数量不做具体限定，优选的，在接头本体30两端的内壁上均开设有两个间隔设置的容纳槽301，如图2所示，且所述容纳槽301开设的长度与挤压环31的挤压环中段312的长度相匹配；此时，在接头本体30一端的两容纳槽301之间形成一个接头体内连接凸起302，容纳槽301用于容纳接头本体30与挤压环31在挤压过程中发生变形时的金属体积；而位于两容纳槽301之间的接头体内连接凸起302的作用是：使接头本体30与第一连接管路1以及第二连接管路2锁紧固定连接在一起，减少接头本体30与连接管路的接触面积，避免第一连接管路1与第二连接管路2产生过大变形以及降低挤压环31推进的阻力，使得该连接结构操作简单、且连接可靠。

所述挤压环31分为依次连接的挤压环前段311、挤压环中段312、以及挤压环后段313，由挤压环前段311、挤压环中段312、与挤压环后段313组合构成该挤压环31，如图4所示。该所述挤压环前段311的内壁面与所述接头体外连接凸起303相配合，用于判断所述挤压环31是否挤压到位；所述挤压环中段312的内壁面与开设容纳槽301处的接头本体30相配合，用于挤压所述接头本体30发生塑性变形；所述挤压环后段313的内壁面与所述接头本体30的两端相配合，即挤压环后段313的内壁面分别与接头本体30的第一连接端以及第二连接端相配合，以防止因过度挤压该挤压环31，使得接头本体30的两端发生翘曲。使用时，首先，将挤压环31套装在接头本体30上，如图2所示；而沿着连接管路的轴向推动挤压环31，推至如图3所示的位置；此时，挤压环前段311的内壁面抵止于接头体外连接凸起303处，并由此判断挤压环21最终位置是否挤压到位。挤压环中段312的内壁面抵止于设有容纳槽301处的接头本体30外壁面处，用于挤压所述接头本体30发生塑性变形。挤压环后段313的尾部的内壁面抵止于接头本体30两端的外壁面上，防止接头本体30的边缘翘曲。

具体的，在所述挤压环后段313中间部位的内壁面上开设弧形凹槽313-1，且所述挤压环后段313尾部的内壁面与所述接头本体30两端的外壁面接触连接，减少挤压环后段313与接头本体30外壁面的接触面积，降低推动挤压环31推动时的阻力；同时，挤压环后段313的尾部与接头本体30的两端止抵连接，可以避免接头本体30的两端发生翘曲等。

本发明中提供的一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头，使用时，首先将挤压环31布置在接头本体30的外部，之后将接头本体30套入第一连接管路1，随后将第二连接管路2***接头本体30的另一端，最后再利用特定的挤压装置，将接头本体30外部的两个挤压环31沿接头本体30的轴向，向接头本体30中部进行挤压，直至挤压环31到达接头体外连接凸起303处，即可完成第一连接管路1与第二连接管路的连接。该集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头利用接头本体30和连接管路的塑性变形实现管路连接，该连接方法方便快捷，且连接更加紧固。同时本发明给出了新型轴向挤压式管接头传感***的设计方案，本发明将传感器与接头本体30进行了集成，实现了集成光纤光栅的管接头应变及温度的测量和管路***健康状况的实时监测。解决了传统管路体系监测***与管路本体相分离、管接头变形以及管路***温度测量不准确和管接头安装不便等问题。

进一步的，第一连接管路1与第二连接管路2相对设置，且在所述第一连接管路1与第二连接管路2间预留管间间隙101，该第一连接管路1与第二连接管路2主要用于输送具有一定压力和温度的气体或液体。而为了保证第一连接管路1与第二连接管路2在连接时不发生干涉，因此，预留了一定的管间间隙101。本发明中，对管间间隙101的大小不做具体限定，本领域技术人员，依据实际情况自行设计即可。

进一步的，所述传感结构4包括设置在所述传感器布置槽304内的光纤光栅传感器封装组件40、以及设置在所述光纤光栅传感器封装组件40外侧并用于封装所述光纤光栅传感器封装组件40的传感器密封环41。具体的，所述传感器密封环41的两侧壁形成有长条形凸起411；在所述传感器布置槽304内形成有与所述长条形凸起411相配合的凹槽304-1，所述长条形凸起411与所述凹槽304-1卡合连接，从而实现对光纤光栅传感器封装组件40的封装，连接结构简单且连接可靠。需要说明的，本发明对凸起与凹槽的具体形状、尺寸、以及开设位置等，均不做限定，都属于本发明的保护范围。

进一步的，该传感器密封环41具有断口412；对应的，所述光纤光栅传感器封装组件40包括设置在所述传感器布置槽304内的应变测试光纤光栅传感器封装部401与温度测试光纤光栅传感器封装部402、以及连接所述应变测试光纤光栅传感器封装部401与温度测试光纤光栅传感器封装部402的传感器连接部403，所述传感器连接部403由弹性材料制作形成，为防止应变测试光纤光栅传感器封装部401对温度测试光纤光栅传感器封装部402造成影响，该传感器连接部403需采用弹性材料。所述应变测试光纤光栅传感器封装部401的末端与光纤光栅传感器引线404连接，该光纤光栅传感器引线404位于断口412的中间，且所述光纤光栅传感器引线404从所述断口412处引出，用于将应变测试光纤光栅传感器封装部401和温度测试光纤光栅传感器封装部402所测试信号的引出。

进一步的，应变测试光纤光栅传感器封装部401与温度测试光纤光栅传感器封装部402可采用相同的结构设计，也可采用不同的封装结构；如，本实施例中，二者采用相同的封装形式，即所述应变测试光纤光栅传感器封装部401包括粘贴安装在所述传感器布置槽304内的第一毛细钢管401-1、以及设置在所述第一毛细钢管401-1内并用于感知接头本体30的应变与温度信号的应变测试光纤光栅传感器401-2，且所述应变测试光纤光栅传感器401-2通过环氧树脂层401-3封装在所述第一毛细钢管401-1内。本发明中，对应变测试光纤光栅传感器401-2具体设置位置不做限定，优先的，将应变测试光纤光栅传感器401-2设置在对应的第一毛细钢管401-1的中间部位；该环氧树脂为第一毛细钢管401-1的内部填充物质，为保证应变测试光纤光栅传感器401-2位于第一毛细钢管401-1的中间部位，填充环氧树脂时要进行适当的加热，增加环氧树脂的流动性，减少气泡的产生。此外，本发明中的第一毛细钢管401-1，为不锈钢材质，对应的将应变测试光纤光栅传感器封装部401中的第一毛细钢管401-1使用丙烯酸酯胶水等，将其粘贴在所述传感器布置槽304内，以保证应变的传递。

所述温度测试光纤光栅传感器封装部402包括设置在所述传感器布置槽304内的第二毛细钢管、设置在所述第二毛细钢管内并用于感知接头本体30温度信号的温度测试光纤光栅传感器402-1，且所述温度测试光纤光栅传感器402-1通过环氧树脂层401-3封装在所述第二毛细钢管内；且将所述第一毛细钢管401-1与所述第二毛细钢管相对设置，便于安装在毛细钢管内传感器的连接。本发明中，该温度测试光纤光栅传感器402-1也优选的设置在第二毛细钢管的中间部位，具体封装方法，可参照应变测试光纤光栅传感器401-2，此处不再赘述。需要说明的，本发明中的温度测试光纤光栅传感器封装部402中的第二毛细钢管与传感器布置槽304间不进行粘贴，以保证温度测试光纤光栅传感器402-1仅感知温度信号，并用于应变测试光纤光栅传感器401-2的补偿信号。

本发明中对应变测试光纤光栅传感器401-2、以及温度测试光纤光栅传感器402-1均进行封装，可以提高传感器的使用寿命和减小外部因素对测量结果的影响，该封装方案尤其适用于等直径圆柱形连接管路连接时的性能测试。

进一步的，应变测试光纤光栅传感器401-2可设置多组，如本实施例中，如图9所示，所述应变测试光纤光栅传感器401-2设置三组，均布在所述第一毛细钢管401-1的中间部位，同时感知管接头主体3的应变和温度信号。所述温度测试光纤光栅传感器402-1设置一组，设置在所述第二毛细钢管的中间部位；且相邻的两传感器间通过传感器连接线42串联连接。该传感器连接线42位于各光纤光栅传感器中间，将传感器连接起来，统一进行信号的输出。

根据上述设计与分析，可知管接头主体3温度和应变的计算如下：

(1)温度测试：温度测试光纤光栅传感器402-1仅受温度影响，因此测试的信号即为管接头主体3的温度：

其中，λ₁为温度测试光纤光栅传感器402-1的原始波长；Δλ₁为温度测试光纤光栅传感器402-1的波长变化量；K_1T为温度测试光纤光栅传感器402-1的温度灵敏度，ΔT为管接头主体3的温升量。

(2)应变计算：应变测试光纤光栅传感器401-2波长变化受应变、温度影响，因此测试信号中有管接头主体3的温度、应变信号，需要利用温度测试光纤光栅传感器402-1进行修正补偿：

其中，λ₂为应变测试光纤光栅传感器401-2的波长；Δλ₂为该应变测试光纤光栅传感器401-2的波长变化量；K_ε为应变测试光纤光栅传感器401-2的应变灵敏度；K_1T为温度测试光纤光栅传感器402-1的温度灵敏度；K_2T为应变测试光纤光栅传感器401-2的温度灵敏度；ε为该测点处接头本体30的应变量。

基于该集成光纤光栅传感器的轴向挤压式管接头可实现的管路状态监测如下：

(1)管路应变和温度的实时监测及故障预警

该集成传感器的轴向挤压式管接头将传感***与管路***进行了集成，可实现管路应变和温度信号的实时采集，并对根据第一连接管路与第二连接管路的***动力学特性、力学特性与温度变化，对测试***设置故障预警值和特征参数，当管路的应变量或温度值达到故障预警值时或应变和温度信号产生特定特征时，警报***发出警告。

(2)管路泄露及管接头拔脱监测

在管路输送状态不变的情况下，若应变测试光纤光栅传感器401-2所采集到的管接头应变信号产生泄漏特征信号时，可判定为管路***中管接头或管路发生了泄露，需进行管接头附近泄露点的排查和维修；若应变测试光纤光栅传感器所测试的管接头应变量急速下降甚至接近零值，且温度测试光纤光栅传感器所测试管接头温度迅速下降，直至环境温度，可判定为管接头发生了拔脱现象，需进行紧急停车抢修。

本发明将传感器与管接头进行了集成，实现了管接头应变及温度的测量和管路***健康状况的实时监测；同时，本发明测试信号抗干扰能力强且测试信号准确，实现了集成光纤光栅传感器的挤压式管接头设计，可对管路***进行实时检测及故障预警。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (5)

1.一种集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头，用于连接相对设置的第一连接管路与第二连接管路，其特征在于：所述管接头包括管接头主体、以及安装在所述管接头主体上并用于监测管接头主体温度与应变的传感结构，且所述管接头主体套设在所述第一连接管路与第二连接管路上；

其中，所述管接头主体包括中空结构的接头本体与挤压环，所述接头本体套设在所述第一连接管路与第二连接管路上并连接所述第一连接管路与第二连接管路；所述挤压环设置两个，且相对套设在所述接头本体的两端；

在接头本体两端的内壁上均开设有若干间隔设置的容纳槽，相邻的两个所述容纳槽间形成有接头体内连接凸起；在所述接头本体中部形成有接头体外连接凸起，并在所述接头体外连接凸起上开设用于封装所述传感结构的传感器布置槽；

所述挤压环分为依次连接的挤压环前段、挤压环中段、以及挤压环后段，所述挤压环前段的内壁面与所述接头体外连接凸起相配合；所述挤压环中段的内壁面与开设容纳槽处的接头本体相配合，用于挤压所述接头本体发生塑性变形；所述挤压环后段的内壁面与所述接头本体的两端相配合；

在接头本体两端的内壁上均开设有两个间隔设置的容纳槽，且所述容纳槽开设的长度与所述挤压环中段的长度相匹配；

在所述挤压环后段中部的内壁面上开设弧形凹槽，且所述挤压环后段尾部的内壁面与所述接头本体两端的外壁面接触连接；

所述传感结构包括设置在所述传感器布置槽内的光纤光栅传感器封装组件、以及设置在所述光纤光栅传感器封装组件外侧并用于封装所述光纤光栅传感器封装组件的传感器密封环；

所述传感器密封环具有断口；

所述光纤光栅传感器封装组件包括设置在所述传感器布置槽内的应变测试光纤光栅传感器封装部与温度测试光纤光栅传感器封装部、以及连接所述应变测试光纤光栅传感器封装部与温度测试光纤光栅传感器封装部的传感器连接部，所述传感器连接部由弹性材料制作形成；

所述应变测试光纤光栅传感器封装部的末端与光纤光栅传感器引线连接，且所述光纤光栅传感器引线从所述断口处引出；

所述应变测试光纤光栅传感器封装部包括设置在所述传感器布置槽内的第一毛细钢管、以及设置在所述第一毛细钢管内并用于感知接头本体的应变与温度信号的应变测试光纤光栅传感器，且所述应变测试光纤光栅传感器通过环氧树脂层封装在所述第一毛细钢管内；

和/或所述温度测试光纤光栅传感器封装部包括设置在所述传感器布置槽内的第二毛细钢管、设置在所述第二毛细钢管内并用于感知接头本体的温度信号的温度测试光纤光栅传感器，且所述温度测试光纤光栅传感器通过环氧树脂层封装在所述第二毛细钢管内；所述第一毛细钢管与所述第二毛细钢管相对设置；

所述温度测试光纤光栅传感器封装部中的第二毛细钢管与传感器布置槽间非粘贴，以保证温度测试光纤光栅传感器仅感知温度信号，并用于应变测试光纤光栅传感器的补偿信号。

2.根据权利要求1所述的集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头，其特征在于：在所述第一连接管路与第二连接管路间预留管间间隙。

3.根据权利要求1所述的集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头，其特征在于：

所述应变测试光纤光栅传感器设置三组，均布在所述第一毛细钢管的中间部位；所述温度测试光纤光栅传感器设置一组，设置在所述第二毛细钢管的中间部位；且相邻的两传感器间通过传感器连接线串联连接。

4.根据权利要求3所述的集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头，其特征在于：所述第一毛细钢管粘贴在所述传感器布置槽内。

5.根据权利要求1所述的集成光纤光栅的智能轴向挤压式管接头，其特征在于：所述传感器密封环的两侧壁形成有长条形凸起；

所述传感器布置槽内形成有与所述长条形凸起相配合的凹槽，所述长条形凸起与所述凹槽卡合连接。

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