(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221078080 0.4 (22)申请日 2022.07.04 (71)申请人 苏州辰航 致远智能科技有限公司 地址 215211 江苏省苏州市吴江区黎里镇 汾湖大道5 58号 (72)发明人 徐东　 (74)专利代理 机构 合肥律通专利代理事务所 (普通合伙) 34140 专利代理师 吴奇 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 基于高压气瓶 疲劳检测的光纤组件 (57)摘要 本发明提供基于高压气瓶疲劳检测的光纤 组件， 涉及高压气瓶疲劳检测领域， 包括中部具 有圆柱体的高压气瓶， 高压气瓶的外侧设置有多 个用于传输数据的第一传输光纤以及设置在第 一传输光纤处的多个用于监测 高压气瓶表面应 力变化的第一光纤光栅和安装在高压气瓶外侧 用于检测高压气瓶温度变化的温度感应组件， 通 过使第一传输光纤上设置有多个第一光纤光栅 来检测高压气瓶的应力的变化， 温度感应组件对 高压气瓶的温度数据进行检测， 同时通过粘贴层 和碳纤维缠绕层使其埋入到高压气瓶的外侧， 通 过第二传输光纤和第一传输光纤贯穿粘贴层与 碳纤维缠绕层连接有接头， 使光纤组件可对高压 气瓶进行实时监测， 防止高压气瓶因疲劳强度过 高而损坏， 造成安全 事故。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115184154 A 2022.10.14 CN 115184154 A 1.基于高压气瓶疲劳检测的光纤组件， 包括中部具有圆柱体的高压气瓶(1)， 其特征在 于： 高压气瓶(1)的外侧设置有多个用于传输数据的第一传输光纤(4)以及设置在所述第一 传输光纤(4)处的多个用于监测所述高压气瓶(1)表 面应力变化的第一光纤光栅(9)和安装 在所述高压气瓶(1)外侧用于检测所述高压气瓶(1)温度变化的温度 感应组件(5)， 所述第 一光纤光栅(9)的外侧包裹有包裹层(7)， 所述高压气瓶(1)的外侧包裹有粘贴层(2)和包裹 在所述粘贴层(2)外侧的碳纤维缠绕层(3)， 所述第一传输光纤(4)和温度感应组件(5)的一 端分别贯 穿粘贴层(2)和碳纤维缠绕层(3)连接有接 头(6)。 2.根据权利要求1所述的基于 高压气瓶疲劳检测的光纤组件， 其特征在于： 所述第 一传 输光纤(4)的外侧设置有第一软管(8)， 所述第一软管(8)的内侧具有空腔， 所述第一软管 (8)内侧的空腔直径大于第一传输光纤(4)的外侧直径， 所述第一软管(8)与粘贴层(2)连 接。 3.根据权利要求1所述的基于 高压气瓶疲劳检测的光纤组件， 其特征在于： 多个所述第 一传输光纤(4)的数量为四个， 四个所述第一传输光纤(4)围绕高压气瓶(1)的表面呈九十 度均匀分布， 四个所述第一传输光纤(4)的安装方向均 与高压气瓶(1)的轴向平行。 4.根据权利要求1所述的基于 高压气瓶疲劳检测的光纤组件， 其特征在于： 所述温度感 应组件(5)包括用于传输数据的第二传输光纤(501)以及设置在所述第二传输光纤(501)处 的第二光纤光栅(507)， 所述第二光纤光栅(507)的一端设置有封装 管(505)， 所述第二光纤 光栅(507)的外侧位于第二传输光纤(5 01)和封装管(5 05)之间设置有保护管(5 03)。 5.根据权利要求4所述的基于 高压气瓶疲劳检测的光纤组件， 其特征在于： 所述第 二传 输光纤(501)的外侧设置有第二软管(502)， 所述第二软管(502)与第二传输光纤(501)之间 具有活动间隙， 所述第二软 管(502)与粘贴层(2)连接 。 6.根据权利要求4所述的基于 高压气瓶疲劳检测的光纤组件， 其特征在于： 所述封装管 (505)的外侧设置有用于增加传热面积的导热板(504)和用于安装 所述导热板(504)的螺栓 组件(506)。 7.根据权利要求1所述的基于 高压气瓶疲劳检测的光纤组件， 其特征在于： 多个所述包 裹层(7)为五个， 五个所述包裹层(7)均位于高压气瓶(1)的外侧， 且五个所述包裹层(7)两 两之间具有空间， 五个所述包裹层(7)的总长度与高压气瓶(1)的圆柱体长度相等。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115184154 A 2基于高压气瓶疲劳检测的光纤组件 技术领域 [0001]本发明涉及高压气瓶疲劳检测领域， 尤其涉及基于高压气瓶疲劳检测的光纤组 件。 背景技术 [0002]疲劳寿命是纤维缠绕高压氢气瓶的一个非常重要的技术指标。 纤维缠绕氢气瓶主 体结构包括纤维树脂复合材 料缠绕增强层和铝合金内胆。 [0003]铝合金作为各向同性的金属材料， 其疲劳机理与大多数金属材料近似， 金属的疲 劳破坏历程大体上可以划分为四个阶段： 疲劳硬化、 裂纹萌生、 裂纹扩展和最后的断裂， 结 构的局部疲劳会造成刚度退化现象。 [0004]在疲劳过程中， 裂纹的萌生在宏观上表现为气瓶膨胀率的改变， 在微观上会改变 内胆表面的应变分布， 当材料承受高于疲劳极限的应力时， 每一循环都会使材料产生一定 量的损伤， 这种损伤是能累积的， 当损伤累积到临界值时， 构件就会发生破坏， 因此需要对 高压气瓶的铝合金内胆疲劳强度进行检测， 防止高压气瓶的铝合金内胆损坏造成安全事 故， 目前现有的高压气瓶疲劳检测装置， 是将高压气瓶单独放置到检测装置中进 行检测， 虽 然能够起到较好的检测结果， 但是这种检测方式， 在检测时， 需要使高压气瓶处于无连接状 态， 再置于检测装置中使其内部充气或放气并检测， 使高压气瓶检测时较为麻烦且效率较 低， 同时这种方式只能对高压气瓶进 行定时检测， 并不能对高压气瓶进 行实时监测， 无法使 高压气瓶时刻且准确的保持在安全状态下使用。 发明内容 [0005]本发明的目的是解决现有技术存在的以下问题： 本发明的目的在于提供基于高压 气瓶疲劳检测的光纤组件， 以解决上述 技术问题： [0006]本发明为解决上述技术问题， 采用以下技术方案来实现： 基于高压气瓶疲劳检测 的光纤组件， 包括中部具有圆柱体的高压气瓶， 高压气瓶的外侧设置有多个用于传输数据 的第一传输光纤以及设置在所述第一传输光纤处的多个用于监测所述高压气瓶表面应力 变化的第一光纤光栅和 安装在所述高压气瓶外侧用于检测所述高压气瓶温度变化的温度 感应组件， 所述第一光纤光栅的外侧包裹有包裹层， 所述第一光纤光栅为裸光纤制作的栅 点， 所述包裹层的材质为树脂， 所述高压气瓶的外侧包裹有粘贴层和包裹在所述粘贴层外 侧的碳纤维缠绕层， 所述粘贴层的材料为环氧树脂粘接剂， 所述第一传输光纤和温度感应 组件的一端分别贯穿粘贴层和碳纤维缠绕层连接有接头， 所述接头为多功能连接头， 所述 第一传输光纤与温度感应组件的形状均呈曲线型， 所述第一传输光纤与温度感应组件与高 压气瓶的表面适配， 所述接头与无线式光纤传感分析仪， 并通过光纤传感分析仪的5G无线 信号与计算机连接 。 [0007]优选的， 所述第一传输光纤的外侧 设置有第一软管， 所述第一软管的内侧具有空 腔， 所述第一软管内侧的空腔直径大于第一传输光纤的外侧 直径， 所述第一软管与粘贴层说　明　书 1/4 页 3 CN 115184154 A 3