CN102681114A - 一种铠装感测光缆 - Google Patents

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吕政鸿
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Abstract

本发明公开了一种铠装感测光缆，包含紧包光纤、金属软管、金属编织网、外护套层；所述金属软管包裹紧包光纤；所述紧包光纤外包裹金属编织网；所述金属编织网外包裹外护套层；所述紧包光纤为1根时，所述金属软管与金属编织网之间还设置了一层凯芙拉(Kevlar)；所述紧包光纤为多根时，所述金属软管与紧包光纤之间还依次设置了一层凯芙拉(Kevlar)和阻燃内护套；本发明采用了小型金属软管铠装，铠装后外径最小仅0.9mm，成缆后光缆外径最小仅1.8mm。铠装感测光缆中的紧包光纤与外界环境间隔小，测温速度较一般光缆快，测温精度准确。解决了普通室外光缆结构复杂，光纤与外界环境隔绝，测温效果差的问题。

Description

一种铠装感测光缆
技术领域
本发明涉及一种光纤测温系统元件，尤其是一种以光纤为主体，用于温度感测的铠装感测光缆，属于光学元件、系统或仪器技术领域。
背景技术
光纤传感技术是现代通信的产物，是随着光纤及通信技术的发展而逐步发展起来的一门崭新技术。光在传输过程中，受到外界环境的影响，如温度、压力等，从而导致传输光的强度、相位、频率、偏振态等光波量发生变化。通过监测这些量的变化可以获得相应的物理量。
光纤传感器与各类传统的电传感器相比有一系列的优点：灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘好、防爆性、光路可弯曲、宽频带、结构简单、体积小、重量轻、耗电少等。光纤传感器可分为两大类：功能型传感器和非功能型传感器。功能传感器就是利用光纤本身的特性，把光纤作为敏感元件，对光纤内传输的光进行调制，使输出的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化，再通过对被调制的光信号进行解调，得出被测信号的各种特性。非功能传感器是利用其他敏感元件感受被测量信号的变化，光纤仅作为光波的传输介质，常用来传输远端场所的信号，也叫传光型光纤传感器或混合型光纤传感器。
分布式光纤传感技术又是光纤传感技术中最具前途的技术之一，是适应大型工程安全监测而发展起来的一项传感技术，它应用光纤几何上的一维特性进行测量，把被测参量作为光纤位置长度的函数，可以在整个光纤长度上对沿光纤几何路径分布的外部物理参量变化进行连续的测量，同时获取被测物理参量的空间分布状态和随时间变化的信息。
与传统传感器相比，分布式光纤传感系统具有以下特点：
Figure BSA00000446157000021
普通的感测光缆的结构(如图1)是：紧包光纤(外径为0.6mm、0.9mm或者其他尺寸)，紧包光纤外层为光缆抗拉元件，这个抗拉元件可以是芳纶，FRP(玻璃纤维)，KFRP(芳纶纤维)或者金属丝等材料，抗拉元件外层是护套层，可以是聚氯乙烯，聚氨酯，低烟无卤，聚乙烯或者海翠等材料。
感测光缆常用于地铁，隧道，大坝，桥梁等室外环境，相比室内通信光缆有更严格的机械性能要求。当普通光缆用于这些室外环境时，如果受到挤压，拉拽等外力可能会出现光纤损耗偏大，影响感测系统的精确程度，甚至出现光纤断裂的情况。因此普通室内光缆不适合作为感测光缆用于地铁、隧道、大坝、桥梁等室外感测。而普通的室外光缆(如图2)，其结构复杂，外径较大，重量较重，施工敷设很不方便。最重要的是，由于室外光缆的结构特征，其光纤外层结构复杂，导致光纤对外界的温度响应很慢，甚至可能出现光纤测温结果与实际温度相差较大，影响测试效果。因此虽然普通室外光缆具有良好的抗拉和抗压性能，但是其结构特征使其无法满足测温精度要求。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的是：提出了一种既有好的抗拉和抗压性能又能满足测温精度要求的铠装感测光缆。
本发明的技术解决方案是这样实现的：一种铠装感测光缆，包含紧包光纤、金属软管、金属编织网、外护套层；所述金属软管包裹紧包光纤；所述紧包光纤外包裹金属编织网；所述金属编织网外包裹外护套层。
优选的，所述紧包光纤为1根时，所述金属软管与金属编织网之间还设置了一层凯芙拉(Kevlar)。
优选的，所述紧包光纤为多根时，所述金属软管与紧包光纤之间还依次设置了一层凯芙拉(Kevlar)和阻燃内护套。
优选的，所述凯芙拉的存在形式是由许多细丝绞合或平行束成一股，又通过若干股凯芙拉平行环绕或者交叉编织而成；
优选的，所述紧包光纤可以被电线或网络线或同轴电缆替换。
优选的，所述金属软管可以使用不锈钢丝或特种钢丝或者其他可以用于模具成型的金属材料。
优选的，所述金属编织网，可以是不锈钢丝或磷化钢丝或铜丝或镀锌钢丝或镀镍钢丝或镀锡钢丝或其他任意非金属材料编织而成。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明采用铠装金属软管，凯芙拉，金属编织等材料组成，对其中的光导纤维进行保护，使其具有高抗拉、抗扭、抗压、抗冲击等特点，保护光纤在光缆中不受外力损坏。解决了原先普通室内光缆机械强度差，不利于室外应用的问题；本发明采用金属软管替代原有室外光缆中的钢带或者铝带层。由于金属软管本身的柔软特性，使光缆同时具有比普通钢带或铝带更好的抗压性能以及非常柔软的弯曲性能。解决了原先普通室外光缆重量重，不利于施工敷设以及弯曲性能差的问题；本发明采用了小型金属软管铠装，铠装后外径最小仅0.9mm，成缆后光缆外径最小仅1.8mm。铠装感测光缆中的紧包光纤与外界环境间隔小，测温速度较一般光缆快，测温精度准确。解决了普通室外光缆结构复杂，光纤与外界环境隔绝，测温效果差的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为现有技术的普通感测光缆的截面图；
附图2为现有技术的普通室外感测光缆的截面图；
附图3为本发明的铠装感测光缆的第一实施例的截面图；
附图4为本发明的铠装感测光缆的第二实施例的截面图；
其中：1、紧包光缆；2、光缆抗拉元件；3、护套层；11、光纤；12、涂塑铝带；13、缆芯填充物；14、聚乙烯护套；15、套管填充物；16、松套管；17、中心加强芯；21、护套；22、金属编织网；23、凯芙拉(Kevlar)；24、金属软管；25、紧包光纤；31、紧包光纤；32、凯芙拉(Kevlar)；33、阻燃内护套；34、金属软管；35、金属编织网；36、阻燃外护套。
具体实施方式
下面结合附图来说明本发明。
如附图1所示的现有技术的普通感测光缆，包含紧包光缆1、光缆抗拉元件2、护套层3、；所述光缆抗拉元件2包裹紧包光缆1；所述护套层3包裹光缆抗拉元件2。
如附图2所示的现有技术的普通室外感测光缆，包含光纤11、涂塑铝带12、缆芯填充物13、聚乙烯护套14、套管填充物15、松套管16、中心加强芯17。
如附图3所示的本发明所述的一种铠装感测光缆的第一实施例，护套21、金属编织网22、凯芙拉(Kevlar)23、金属软管24、紧包光纤25；所述金属软管24包裹紧包光纤25；所述凯芙拉(Kevlar)23包裹金属软管24；所述金属编织网22包裹凯芙拉(Kevlar)23；所述护套21包裹金属编织网22。所述凯芙拉的存在形式是由许多细丝绞合或平行束成一股，又通过若干股凯芙拉平行环绕或者交叉编织而成；所述金属软管可以使用不锈钢丝或特种钢丝或者其他可以用于模具成型的金属材料。所述金属编织网，可以是不锈钢丝或磷化钢丝或铜丝或镀锌钢丝或镀镍钢丝或镀锡钢丝或其他任意非金属材料编织而成。所述紧包光纤可以被电线或网络线或同轴电缆替换。
如附图4所示的本发明所述的一种铠装感测光缆的第二实施例，包含紧包光纤31、凯芙拉(Kevlar)32、阻燃内护套33、；金属软管34、金属编织网35、阻燃外护套36；它们依次设置。所述凯芙拉的存在形式是由许多细丝绞合或平行束成一股，又通过若干股凯芙拉平行环绕或者交叉编织而成；所述金属软管可以使用不锈钢丝或特种钢丝或者其他可以用于模具成型的金属材料。所述金属编织网，可以是不锈钢丝或磷化钢丝或铜丝或镀锌钢丝或镀镍钢丝或镀锡钢丝或其他任意非金属材料编织而成。所述紧包光纤可以被电线或网络线或同轴电缆替换。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明采用铠装金属软管，凯芙拉，金属编织等材料组成，对其中的光导纤维进行保护，使其具有高抗拉、抗扭、抗压、抗冲击等特点，保护光纤在光缆中不受外力损坏。解决了原先普通室内光缆机械强度差，不利于室外应用的问题；本发明采用金属软管替代原有室外光缆中的钢带或者铝带层。由于金属软管本身的柔软特性，使光缆同时具有比普通钢带或铝带更好的抗压性能以及非常柔软的弯曲性能。解决了原先普通室外光缆重量重，不利于施工敷设以及弯曲性能差的问题；本发明采用了小型金属软管铠装，铠装后外径最小仅0.9mm，成缆后光缆外径最小仅1.8mm。铠装感测光缆中的紧包光纤与外界环境间隔小，测温速度较一般光缆快，测温精度准确。解决了普通室外光缆结构复杂，光纤与外界环境隔绝，测温效果差的问题。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种铠装感测光缆，包含紧包光纤、金属软管、金属编织网、外护套层；其特征在于：所述金属软管包裹紧包光纤；所述紧包光纤外包裹金属编织网；所述金属编织网外包裹外护套层。
2.根据权利要求1所述的铠装感测光缆，其特征在于：所述紧包光纤为1根时，所述金属软管与金属编织网之间还设置了一层凯芙拉。
3.根据权利要求1所述的铠装感测光缆，其特征在于：所述紧包光纤为多根时，所述金属软管与紧包光纤之间还依次设置了一层凯芙拉和阻燃内护套。
4.根据权利要求1或2或3所述的铠装感测光缆，其特征在于：所述凯芙拉的存在形式是由许多细丝绞合或平行束成一股，又通过若干股凯芙拉平行环绕或者交叉编织而成。
5.根据权利要求1所述的铠装感测光缆，其特征在于：所述紧包光纤被电线或网络线或同轴电缆替换。
6.根据权利要求1或2或3所述的铠装感测光缆，其特征在于：所述金属软管使用不锈钢丝或特种钢丝或者其他用于模具成型的金属材料。
7.根据权利要求1或2或3所述的铠装感测光缆，其特征在于：所述金属编织网，是不锈钢丝或磷化钢丝或铜丝或镀锌钢丝或镀镍钢丝或镀锡钢丝或其他非金属材料编织而成。
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