CN104678520A - 一种耐火智能微缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐火智能微缆，包括中心光纤单元，中心光纤单元外设有通信光纤层，通信光纤层外套有松套管，松套管外包覆有隔热带，隔热带外设有测温光单元和铠装钢丝绞合而成的铠装层，铠装层外挤包有外护层。本发明的优点是：本发明的微缆预制入被检测物结构体内或紧靠被测物敷设，在利用通信光纤层进行信息传输的同时，通过测温光单元在线实时分布式热传导进行布缆环境的温度变化监测，通过中心光纤单元在线实时反映布缆环境的应变量变化监测；此外，铠装钢丝有效确保了微缆的强度，隔热带和外护层有效提高了微缆的耐火燃烧等级。

Description

一种耐火智能微缆及其制造方法
技术领域
本发明属于电缆技术领域，具体涉及一种耐火智能微缆及其制造方法。
背景技术
分布式光纤测量传感系统能在整条光纤的连续长度上，以距离的连续函数形式给出被测信息随光纤长度方向的变化，光纤既是传感元件同时还是检测信息的传输元件。
近年来，分布式光纤传感技术己广泛应用在输油气管道的泄漏、大中型变压器和发电机组及输电线缆的温度场变化、大坝桥梁结构振动、矿井坍塌预警和形变、舰船及航天航空器等大型设备和工件的温度和应变检测等场合，对国民经济和国防建设具有重大意义。但由于这种光缆需要预制在大桥、大坝、矿井、隧道等场所的支撑体中，或者高温场所，需要较大强度和防火能力。目前的传感光缆抗拉强度、抗测压、防火耐高温等级都相对比较弱，光缆的使用寿命有限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够同时实现温度、应变量监测及通信功能的耐火智能微缆及其制造方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种耐火智能微缆，包括中心光纤单元，中心光纤单元外设有通信光纤层，通信光纤层外套有松套管，松套管外包覆有隔热带，隔热带外设有测温光单元和铠装钢丝绞合而成的铠装层，铠装层外挤包有外护层。
上述通信光纤层由多根绕绞在中心光纤单元外的光纤组成，光纤外涂覆有丙烯酸酯涂层、聚酰亚胺涂层或金属涂层。
上述中心光纤单元为紧包光纤，紧包光纤包括中心光纤，中心光纤外包覆有氟塑料护层。
上述铠装层中，测温光单元为1-2个，其余为铠装钢丝。
上述铠装层和外护层之间还设有外铠装层，外铠装层由多根铠装钢丝绞合而成。
上述外护层为可瓷化硅橡胶护套。
上述松套管为不锈钢管或PC套管，隔热带为云母隔热材料制成。
上述耐火智能微缆的制造方法，包括以下步骤：在外径为0.5-0.9mm的紧包光纤外绕绞8-12根外径为0.3mm的通信用光纤，形成通信光纤层；在通信光纤层外套装厚度为0.5mm的松套管；采用绕包的方式在松套管外包覆0.1-0.15mm厚的隔热带，绕包时控制搭盖和间隙均不大于0.05mm；采用带有精确张力控制及带有预成型装置的绞笼在隔热带外绞合直径为1mm的测温光单元和铠装钢丝，形成铠装层；在铠装层外绞合16根直径为1mm或32根直径为0.5mm的铠装钢丝2，形成外铠装层；最后在外铠装层外通过挤塑机挤出1mm厚的外护层。
上述紧包光纤的余长控制在0-0.5‰，所述通信光纤层中光纤的余长控制在1.5-3.5‰。
与现有技术相比，本发明的优点是：本发明的微缆预制入被检测物结构体内或紧靠被测物敷设，在利用通信光纤层进行信息传输的同时，通过测温光单元在线实时分布式热传导进行布缆环境的温度变化监测，通过中心光纤单元在线实时反映布缆环境的应变量变化监测；此外，铠装钢丝有效确保了微缆的强度，隔热带和外护层有效提高了微缆的耐火燃烧等级。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明的结构示意图。
其中，1、测温光单元，2、铠装钢丝，3、通信光纤层，4、松套管，5、隔热带，6、紧包光纤，7、外护层。
具体实施方式：
如图1所示，一种耐火智能微缆，包括中心光纤单元，中心光纤单元为紧包光纤6，紧包光纤6包括中心光纤，中心光纤外包覆有氟塑料护层，紧包光纤6外设有通信光纤层3，通信光纤层3由多根绕绞在紧包光纤6外的光纤组成，光纤外涂覆有丙烯酸酯涂层、聚酰亚胺涂层或金属涂层，通信光纤层3外套有松套管4，松套管4为不锈钢管或PC套管，松套管4外包覆有隔热带5，隔热带5为云母隔热材料制成，隔热带5外设有测温光单元1和铠装钢丝2绞合而成的铠装层，测温光单元1的外径与同层的铠装钢丝2一致，铠装层外设有由多根铠装钢丝2绞合而成的外铠装层，外铠装层外挤包有外护层7，外护层7为可瓷化硅橡胶护套。
在铠装层中，测温光单元1为1-2个，余下为铠装钢丝2。
本发明的耐火智能微缆的制造方法，包括以下步骤：在外径为0.5-0.9mm的紧包光纤6外绕绞8-12根外径为0.3mm的通信用光纤，形成通信光纤层3，紧包光纤6中的中心光纤采用筛选强度为100kpsi或200kpsi的光纤，紧包光纤6的余长控制在0-0.5‰，通信光纤层3中光纤的余长控制在1.5-3.5‰；在通信光纤层3外套装厚度为0.5mm的松套管4；采用绕包的方式在松套管4外包覆0.1-0.15mm厚的隔热带5，绕包时控制搭盖和间隙均不大于0.05mm；采用带有精确张力控制及带有预成型装置的绞笼在隔热带5外绞合直径为1mm的测温光单元1和铠装钢丝2，形成铠装层；在铠装层外绞合16根直径为1mm或32根直径为0.5mm的铠装钢丝2，形成外铠装层；最后在外铠装层外通过挤塑机挤出1mm厚的外护层7，微缆的整体外径控制在4.5-8.9mm。
本发明的微缆被预制入被检测物结构体内或紧靠被测物敷设，通过测温光单元1在线实时分布式热传导，在布缆环境温度上升到警戒点时通过监测仪表报警，提前预警火灾发生；通过紧包光纤6在线实时反映布缆环境应变量变化，由于被测物应变最大值通常不大于1‰，在应变量到达防止警戒点时通过监测仪表报警，提前预警塌方等结构形变的发生，同时也能很好地对通信光纤层3内的光纤进行保护；外护层7采用可瓷化硅橡胶，当微缆的布缆环境温度高于600℃时烧结瓷化，隔热带5可进一步保护缆内的光纤，微缆整体的耐火燃烧等级可达C级。

Claims (8)

1. 一种耐火智能微缆，其特征在于：包括中心光纤单元，所述中心光纤单元外设有通信光纤层，所述通信光纤层外套有松套管，所述松套管外包覆有隔热带，所述隔热带外设有测温光单元和铠装钢丝绞合而成的铠装层，所述铠装层外挤包有外护层。
2.根据权利要求1所述的一种耐火智能微缆，其特征在于：所述通信光纤层由多根绕绞在中心光纤单元外的光纤组成，所述光纤外涂覆有丙烯酸酯涂层、聚酰亚胺涂层或金属涂层。
3.根据权利要求1或2所述的一种耐火智能微缆，其特征在于：所述中心光纤单元为紧包光纤，所述紧包光纤包括中心光纤，所述中心光纤外包覆有氟塑料护层。
4.根据权利要求1所述的一种耐火智能微缆，其特征在于：所述铠装层中，测温光单元为1-2个，其余为铠装钢丝。
5.根据权利要求1所述的一种耐火智能微缆，其特征在于：所述铠装层和外护层之间还设有外铠装层，所述外铠装层由多根铠装钢丝绞合而成。
6.根据权利要求1所述的一种耐火智能微缆，其特征在于：所述外护层为可瓷化硅橡胶护套，所述松套管为不锈钢管或PC套管，所述隔热带为云母隔热材料制成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种耐火智能微缆的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：在外径为0.5-0.9mm的紧包光纤外绕绞8-12根外径为0.3mm的通信用光纤，形成通信光纤层；在通信光纤层外套装厚度为0.5mm的松套管；采用绕包的方式在松套管外包覆0.1-0.15mm厚的隔热带，绕包时控制搭盖和间隙均不大于0.05mm；采用带有精确张力控制及带有预成型装置的绞笼在隔热带外绞合直径为1mm的测温光单元和铠装钢丝，形成铠装层；在铠装层外绞合16根直径为1mm或32根直径为0.5mm的铠装钢丝2，形成外铠装层；最后在外铠装层外通过挤塑机挤出1mm厚的外护层。
8.根据权利要求8所述的一种耐火智能微缆的制造方法，其特征在于：所述紧包光纤的余长控制在0-0.5‰，所述通信光纤层中光纤的余长控制在1.5-3.5‰。
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