CN107086071A - 监测电缆 - Google Patents

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Abstract

一种监测电缆，由内至外依次包括导电线、测温光纤线、内护层、内钢丝铠装层、内金属管、测损光纤线、外金属管、外钢丝铠装和护套；所述导电线和所述测温光纤线绞合在一起，所述内护层将绞合的所述导电线和所述测温光纤线包裹，所述内护层内设有填充物；所述内金属管上设有凹陷部，所述凹陷部在所述内金属管上螺旋布置，所述测损光纤线置于所述凹陷部内，所述内金属管外壁未凹陷处和所述外金属管内壁接触。技术方案减少了测损的误报率以及使得测温时压力对测温光纤线的影响很小。

Description

监测电缆
技术领域
本发明涉及测温电缆领域，具体涉及一种监测电缆。
背景技术
通常电缆起到传输电力的作用，随着技术的变革，出现了控制电缆，这些都是出现很久，且非常成熟的技术，但是随着近两年光纤的出现，一方面提高了数据传输的容量和速度，另一方面人们对光纤的应用也越来越多，不仅仅停留在宽带的传输上；
光纤传感的应用，开发出了一种新的传感器，传统的传感器为通过物理位移的变化来实现电阻的变化，从而转换为电子信号，记录处理电子信号实现监控，传统的传感器具有精度低，容易受电磁影响，工作条件苛刻；
光纤传感器的原理为：传输光信号的光纤在不同的温度中，以及横截面上受到挤压时，光会发生损耗，组成一个传感器的光纤，在传输末端通过分析光纤内光波的波形和频率等参数，通过运算实时得知整条光纤线上的温度情况，及受力情况；
光纤传感在监狱、机场等监控领域已经较广泛的应用，也有人将光纤和电缆接合，实时监控电缆的线路情况，但是现有的电缆，仅仅只能监控一个影响因素值，不是完全有效的监控，现有的测温的光纤还是很容易受到挤压的影响，现有的测量挤压的光纤，由于电缆通常为圆形，且光纤是围绕导体布置的，受到挤压时，成椭圆形或者扁状，如果光纤的布置位置不同，光纤的位移不一样，会导致不同的电缆变形量，但是会出现相同的判断结果，导致测量的误差及误报。
发明内容
本发明针对现有监测电缆无法实现同时监测温度和形变的问题、以及测量形变容易产生误差的问题，提出一种能够同时测量电缆温度和形变的、且对电缆形变测量的精度更好，减少误报的产生，同时，测量电路温度的光纤线收到压力的影响很小，进一步的提高了光纤线对温度测量的精度。具体技术方案如下：
一种监测电缆，由内至外依次包括导电线、测温光纤线、内护层、内钢丝铠装层、内金属管、测损光纤线、外金属管、外钢丝铠装和护套；
所述导电线和所述测温光纤线绞合在一起，所述内护层将绞合的所述导电线和所述测温光纤线包裹，所述内护层内设有填充物；
所述内金属管上设有凹陷部，所述凹陷部在所述内金属管上螺旋布置，所述测损光纤线置于所述凹陷部内，所述内金属管外壁未凹陷处和所述外金属管内壁接触。
测损光纤线位于内金属管和外金属管之间，使得当电缆径向受挤压形变时，内金属管和外金属管的发生相对位移，从而对测损光纤线进行挤压，测损光纤线径向形变，导致光传输的损耗，实现监测形变，内金属管和外金属管有效的提高了测损光线的灵敏度。凹陷部使得当内金属管发生形变时，内金属的管圆周总长一定，某处收到挤压时，内金属管被绷紧，此时测损光纤在内金属管和外金属之间被夹得更紧或者测损光纤被内金属管的内陷沟包裹得更紧，改变光传输的损耗，凹陷部使得一处的受压形变，可以连锁反应到内金属管的整个圆周上，避免了传统做法的误报的问题。
进一步限定，还包括控制线，所述控制线绞合在所述导电线上，所述控制线和所述测温光纤线交错布置。
进一步限定，所述控制线为多芯结构。
还实现了控制的功能。
进一步限定，所述测温光纤线由内之外包括PE骨架、测温光纤传感器、铅护套和测温PE护套，所述测温光纤传感器嵌在所述PE骨架上；
所述PE骨架上设有“人”字凹槽，所述“人”字凹槽沿所述PE骨架的轴线方向布置，所述“人”字凹槽平行于所述PE骨架的轴线，所述“人”字凹槽的三个末端中，有一个末端为开口结构，所述具有开口结构的“人”字凹槽末端在所述PE骨架的外圆周面上；
所述测温光纤传感器置于所述“人”字凹槽内。
“人”字凹槽使得测温光纤传感器能够避免受到压力以及弯折引起的形变影响，测温光纤传感器能够在“人”字凹槽内，进行三个方向上的位移调整，特别是弯折时，无论从哪个方向弯折，测温光纤传感器均能适应。
进一步限定，所述“人”字凹槽不止一个，每个所述“人”字凹槽均置有测温光纤传感器。
通过多个测温光纤传感器提高测准率，同时在一根测温光纤传感器断路不能测量时，其他的可以作为备用。
进一步限定，所述PE骨架内还设有抗拉元件，所述抗拉元件穿过所述PE骨架，所述抗拉元件和所述PE骨架的中心线重合。
进一步限定，所述抗拉元件为绞合的芳伦纤维。
增加测温光纤线的抗拉能力。
进一步限定，所述测损光纤线由内之外依次包括测损光纤传感器、支撑管和测损PE护套，所述测损光纤传感器置于所述支撑管内，且所述支撑管内通过油膏填充。
测损光纤传感器通过支撑管进行包裹，且支撑管内通过油膏进行填充，油膏起到缓冲均衡力传导的作用，使得支撑管的压力形变能够传递给油膏，油膏再对测损光纤传感器外圆周面上进行作用，使得测损光纤传感器的力的作用更加均匀，监测结果更加准确。
进一步限定，所述测温光纤线和所述控制线的总芯数等于所述导电线的芯数。
减少测温光纤线、控制线和导电线绞合时的鼓包，同时，测温光纤线和控制线直径小于导电线的直径，使得多根导电线绞合时，测温光纤线和控制线能够填充多根导电线之间的绞合大间隙，其中，比较小的间隙通过填充物来填充，此时三者之间的绞合更加的紧密，当没有控制线时，全部通过测温光纤线填充。
本发明的有益效果为：通过在PE骨架上设置“人”字凹槽，使得测温光纤传感器能够避免压力的影响，通过将测损光纤传感器置于支撑管内并用油膏填充，使得测损光纤传感器能够均匀传递力，测同时将测损光纤线置于内金属管的凹陷部内，使得测损光纤线对内金属管的形变更加敏感，且不管内金属管的变形位置如何，测损光纤线均能正确感应。
附图说明
图1为本发明的结构示意图(图示中测温光纤线2、内钢丝铠装层4、测损光纤线6、外钢丝铠装8、控制线10均未打剖面线)。
图2为测温光纤线2的结构示意图。
图3为测损光纤线6的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1、图2、图3所示，一种监测电缆，由内至外依次包括导电线1、测温光纤线2、内护层3、内钢丝铠装层4、内金属管5、测损光纤线6、外金属管7、外钢丝铠装8和护套9；还包括控制线10，所述控制线10为多芯结构。所述控制线10绞合在所述导电线1上，所述控制线10和所述测温光纤线2交错布置。内钢丝铠装层4和外钢丝铠装8层的钢丝均为镀锌的钢丝，能够起到防锈的作用。
所述导电线1和所述测温光纤线2绞合在一起，所述内护层3将绞合的所述导电线1和所述测温光纤线2包裹，所述内护层3内设有填充物31；填充物31为填充绳，如果对防火等级要求高，可以用晶云母填充。
所述内金属管5上设有凹陷部51，所述凹陷部51在所述内金属管5上螺旋布置，所述测损光纤线6置于所述凹陷部51内，所述内金属管7外壁未凹陷处和所述外金属管7内壁接触。
测损光纤线6位于内金属管5和外金属管7之间，使得当电缆径向受挤压形变时，内金属管5和外金属管7的发生相对位移，从而对测损光纤线6进行挤压，测损光纤线6径向形变，导致光传输的损耗，实现监测形变，内金属管5和外金属管7有效的提高了测损光线的灵敏度。凹陷部51使得当内金属管5发生形变时，内金属的管圆周总长一定，某处收到挤压时，内金属管5被绷紧，此时测损光纤在内金属管5和外金属之间被夹得更紧或者测损光纤被内金属管5的内陷沟包裹得更紧，改变光传输的损耗，凹陷部51使得一处的受压形变，可以连锁反应到内金属管5的整个圆周上，避免了传统做法的误报的问题。
如图2所示，所述测温光纤线2由内之外包括PE骨架21、测温光纤传感器22、铅护套23和测温PE护套24，所述测温光纤传感器22嵌在所述PE骨架21上；
所述PE骨架21上设有“人”字凹槽211，所述“人”字凹槽211沿所述PE骨架21的轴线方向布置，所述“人”字凹槽211平行于所述PE骨架21的轴线，所述“人”字凹槽211的三个末端中，有一个末端为开口结构，所述具有开口结构的“人”字凹槽211末端在所述PE骨架21的外圆周面上；“人”字凹槽211内各个拐角均进行倒角。
所述测温光纤传感器22置于所述“人”字凹槽211内。所述“人”字凹槽211不止一个，每个所述“人”字凹槽211均置有测温光纤传感器22。通过多个测温光纤传感器22提高测准率，同时在一根测温光纤传感器22断路不能测量时，其他的可以作为备用。
“人”字凹槽211使得测温光纤传感器22能够避免受到压力以及弯折引起的形变影响，测温光纤传感器22能够在“人”字凹槽211内，进行三个方向上的位移调整，特别是弯折时，无论从哪个方向弯折，测温光纤传感器22均能适应。
如图2所示，所述PE骨架21内还设有抗拉元件212，所述抗拉元件212穿过所述PE骨架21，所述抗拉元件212和所述PE骨架21的中心线重合。所述抗拉元件212为绞合的芳伦纤维。增加测温光纤线2的抗拉能力。
如图3所示，所述测损光纤线6由内之外依次包括测损光纤传感器61、支撑管62和测损PE护套63，支撑管62为不锈钢管，所述测损光纤传感器61置于所述支撑管62内，且所述支撑管62内通过油膏621填充。所述测温光纤线2和所述控制线10的总芯数等于所述导电线1的芯数。
测损光纤传感器61通过支撑管62进行包裹，且支撑管62内通过油膏621进行填充，油膏621起到缓冲均衡力传导的作用，使得支撑管62的压力形变能够传递给油膏621，油膏621再对测损光纤传感器61外圆周面上进行作用，使得测损光纤传感器61的力的作用更加均匀，监测结果更加准确。
减少测温光纤线2、控制线10和导电线1绞合时的鼓包，同时，测温光纤线2和控制线10直径小于导电线1的直径，使得多根导电线1绞合时，测温光纤线2和控制线10能够填充多根导电线1之间的绞合大间隙，其中，比较小的间隙通过填充物31来填充，此时三者之间的绞合更加的紧密，当没有控制线10时，全部通过测温光纤线2填充。
通过在PE骨架21上设置“人”字凹槽211，使得测温光纤传感器22能够避免压力的影响，通过将测损光纤传感器61置于支撑管62内并用油膏621填充，使得测损光纤传感器61能够均匀传递力，测同时将测损光纤线6置于内金属管5的凹陷部51内，使得测损光纤线6对内金属管5的形变更加敏感，且不管内金属管5的变形位置如何，测损光纤线6均能正确感应。

Claims (9)

1.一种监测电缆，其特征在于：由内至外依次包括导电线(1)、测温光纤线(2)、内护层(3)、内钢丝铠装层(4)、内金属管(5)、测损光纤线(6)、外金属管(7)、外钢丝铠装(8)和护套(9)；
所述导电线(1)和所述测温光纤线(2)绞合在一起，所述内护层(3)将绞合的所述导电线(1)和所述测温光纤线(2)包裹，所述内护层(3)内设有填充物(31)；
所述内金属管(5)上设有凹陷部(51)，所述凹陷部(51)在所述内金属管(5)上螺旋布置，所述测损光纤线(6)置于所述凹陷部(51)内，所述内金属管(7)外壁未凹陷处和所述外金属管(7)内壁接触。
2.根据权利要求1所述的一种监测电缆，其特征在于：还包括控制线(10)，所述控制线(10)绞合在所述导电线(1)上，所述控制线(10)和所述测温光纤线(2)交错布置。
3.根据权利要求2所述的一种监测电缆，其特征在于：所述控制线(10)为多芯结构。
4.根据权利要求1所述的一种监测电缆，其特征在于：所述测温光纤线(2)由内之外包括PE骨架(21)、测温光纤传感器(22)、铅护套(23)和测温PE护套(24)，所述测温光纤传感器(22)嵌在所述PE骨架(21)上；
所述PE骨架(21)上设有“人”字凹槽(211)，所述“人”字凹槽(211)沿所述PE骨架(21)的轴线方向布置，所述“人”字凹槽(211)平行于所述PE骨架(21)的轴线，所述“人”字凹槽(211)的三个末端中，有一个末端为开口结构，所述具有开口结构的“人”字凹槽(211)末端在所述PE骨架(21)的外圆周面上；
所述测温光纤传感器(22)置于所述“人”字凹槽(211)内。
5.根据权利要求4所述的一种监测电缆，其特征在于：所述“人”字凹槽(211)不止一个，每个所述“人”字凹槽(211)均置有测温光纤传感器(22)。
6.根据权利要求5所述的一种监测电缆，其特征在于：所述PE骨架(21)内还设有抗拉元件(212)，所述抗拉元件(212)穿过所述PE骨架(21)，所述抗拉元件(212)和所述PE骨架(21)的中心线重合。
7.根据权利要求6所述的一种监测电缆，其特征在于：所述抗拉元件(212)为绞合的芳伦纤维。
8.根据权利要求1所述的一种监测电缆，其特征在于：所述测损光纤线(6)由内之外依次包括测损光纤传感器(61)、支撑管(62)和测损PE护套(63)，所述测损光纤传感器(61)置于所述支撑管(62)内，且所述支撑管(62)内通过油膏(621)填充。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种监测电缆，其特征在于：所述测温光纤线(2)和所述控制线(10)的总芯数等于所述导电线(1)的芯数。
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