CN109813367A - 光缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光缆，属于信号传输技术领域。本发明实施例提供的光缆包括应变光缆层(1)、包覆于该应变光缆层(1)外侧的通讯光缆层(2)和包覆于该通讯光缆层(2)外侧的外护层(3)，其中，该应变光缆层(1)用于产生并传输应变信号，该通讯光缆层(2)用于产生并传输振动信号和温度变化信号，上述信号携带该信号产生位置的光缆里程信息，该外护层(3)中设有第一分段和材质为金属的第二分段，基于该第二分段，可以获取光缆里程和管道里程之间的对应关系，基于该信号的光缆里程和上述对应关系，可以准确确定信号产生的位置。
Description
技术领域
本发明涉及信号传输技术领域，特别涉及一种光缆。
背景技术
光缆是用于通信的线缆组件，包括光纤和包覆于光纤外部的保护层，为了满足不同的需求，光缆还被设计为不同的类型，其中一种类型就是与长输油气管道伴行的光缆，上述光缆不仅具备通信功能，还可以利用自身光纤能够感知周围环境变化的特性，实现向信号处理设备反馈环境信号的功能，根据这些环境信号，可以及时地了解管道周围的环境变化。
目前通常使用的光缆，当管道上某位置遭受第三方入侵时，该光缆能够反馈该第三方入侵信号和该第三方入侵位置对应的光缆里程，但是由于光缆通常是以缠绕方式与管道同沟敷设的，所以地面上的管道里程桩上显示的管道里程与实际的光缆里程并不对应，所以当光缆和管道均已经埋于地下时，基于光缆反馈的信号中包含的光缆里程和管道里程桩上显示的管道里程难以精确的定位该第三方入侵的位置。
发明内容
本发明实施例提供了一种光缆，能够解决基于目前通常使用的光缆反馈的信号中包含的光缆里程和管道里程桩上显示的管道里程难以精确的定位该第三方入侵的位置的问题。所述技术方案如下：
提供了一种光缆，该光缆包括：应变光缆层1、包覆于该应变光缆层1外侧的通讯光缆层2和包覆于该通讯光缆层2外侧的外护层3；
该应变光缆层1包括至少一根应变光缆11，每一根应变光缆由应变光纤111和包覆于该应变光纤111外侧的第一保护层112构成，该应变光纤111用于基于应力产生并传输应变信号；
该通讯光缆层2包括至少一根通讯光缆21，每一根通讯光缆由通讯光纤211和包覆于该通讯光纤211外侧的第二保护层212构成，该通讯光纤211包括至少一根单模光纤和至少一根多模光纤，该单模光纤用于基于振动产生并传输振动信号，该多模光纤用于基于温度变化产生并传输温度变化信号；
该外护层3由阻水层31和包覆于该阻水层31外侧的第三保护层32构成，该第三保护层32包括多个第一分段和多个第二分段，每两个该第一分段之间设置有一个该第二分段，该第二分段为金属分段。
在一种可能设计中，该外护层3还包括位于该阻水层31内侧的涂塑铝层33。
在一种可能设计中，该通讯光缆层2还包括第一油膏213，该第一油膏213容置于该第二保护层212的内部。
在一种可能设计中，该通讯光缆层2还包括第二油膏214，该第二油膏214容置于该至少一根通讯光缆21之间。
在一种可能设计中，该光缆还包括第一金属层4，该第一金属层4位于该应变光缆层1和该通讯光缆层2之间。
在一种可能设计中，该光缆还包括填充绳5，该填充绳5位于该应变光缆层1和该通讯光缆层2之间。
在一种可能设计中，该应变光缆层1还包括包覆于该第一保护层112外侧的第二金属层113，以及包覆于该第二金属层113外侧的第四保护层114，该第二金属层113和该第四保护层114用于加强该应变监测单元的强度。
在一种可能设计中，该外护层3还包括位于该阻水层31内侧的第五保护层34，以及位于该第五保护层34内侧的钢塑复合层35。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的光缆包括应变光缆层1、包覆于该应变光缆层1外侧的通讯光缆层2和包覆于该通讯光缆层2外侧的外护层3，其中，该应变光缆层1用于产生并传输应变信号，该通讯光缆层2用于产生振动信号和温度变化信号，上述信号携带该信号产生位置的光缆里程信息，该外护层3中设有第一分段和材质为金属的第二分段，基于该第二分段，可以获取光缆里程和管道里程之间的对应关系，基于该信号的光缆里程和上述对应关系，可以准确确定信号产生的位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，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他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种光缆的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种光缆应用系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种光缆的结构示意图。参见图1，该光缆包括：应变光缆层1、包覆于该应变光缆层1外侧的通讯光缆层2和包覆于该通讯光缆层2外侧的外护层3。
其中，该应变光缆层1用于基于应力产生并传输应变信号，该通讯光缆层2用于基于振动产生并传输振动信号以及基于温度变化产生并传输温度变化信号，该应变光缆层1和该通讯光缆层2将产生的上述环境信号传输到信号处理设备，该信号处理设备对该信号进行处理，进而得到该信号的具体信息，该具体信息包括该信号产生位置的光缆里程信息，该外护层3具有防水、支撑、保护该应变光缆层1和该通讯光缆层2等功能。
下面对该光缆中各部分结构及工作原理进行详述：
一、应变光缆层1的结构及工作原理
该应变光缆层1包括至少一根应变光缆11，每一根应变光缆由应变光纤111和包覆于该应变光纤111外侧的第一保护层112构成，该应变光纤111用于基于应力产生并传输应变信号。
其中，该应变光缆层1用于产生并传输应变信号，该通讯光缆层2用于产生振动信号和温度变化信号，并将上述信号传输到信号处理设备，该信号处理设备对该信号进行处理后得到该信号的具体信息，该具体信息包括该信号产生位置的光缆里程信息。
在一种可能设计中，该应变光缆层1还包括包覆于该第一保护层112外侧的第二金属层113，以及包覆于该第二金属层113外侧的第四保护层114，该第二金属层113和该第四保护层114用于加强该应变监测单元的强度。
其中，该第二金属层113用于提高该应变光缆的弯曲性能和抗拉强度,同时使该应变光缆更圆整，例如，该第二金属层113可以由金属线绞合而成。该第四保护层114用于加强该至少一根应变光缆11的密封性能，例如，该第四保护层114可以是高密度聚乙烯保护套。
在一种可能设计中，该光缆还包括第一金属层4，该第一金属层4位于该应变光缆层1和该通讯光缆层2之间，用于提高该光缆的弯曲性能和抗拉强度,例如，该第一金属层4可以由金属线绞合而成。
在一种可能设计中，该光缆还包括填充绳5，该填充绳5位于该应变光缆层1和该通讯光缆层2之间。具体地，该填充绳5可以是位于该第一金属层4的内部，用于填充该至少一根应变光缆11之间的空间，使该应变光缆层1的外形更加圆整，有利于外层的通讯光缆层2的排布。
二、通讯光缆层2的结构及工作原理
该通讯光缆层2包括至少一根通讯光缆21，每一根通讯光缆由通讯光纤211和包覆于该通讯光纤211外侧的第二保护层212构成，该通讯光纤211包括至少一根单模光纤和至少一根多模光纤，该单模光纤用于基于振动产生并传输振动信号，该多模光纤用于基于温度变化产生并传输温度变化信号。
其中，该至少一根通讯光缆21环绕在该应变光缆层1的外侧，用于更灵敏地检测各个方向的振动和温度变化；该通讯光缆的数量可以根据需要设定，本实施例对此不作限定；该通讯光缆可以是处于不绷直状态，也即是留有长度裕量，以便防止该通讯光缆因受到较大的拉力被拉断；该第二保护层212用于密封和保护该通讯光纤211，以免灰尘或水汽进入该通讯光缆中影响该通讯光纤211的性能，例如，该第二保护层212可以是聚乙烯保护套。该温度变化信号还可以用于与该至少一根应变光缆11传输的应变信号结合，剔除温度变化对应变信号的影响。
在一种可能设计中，该通讯光缆层2还包括第一油膏213，该第一油膏213容置于该第二保护层212的内部，且该第一油膏213容置于该通讯光纤211的至少一根单模光纤和至少一根多模光纤之间，以便提升该通讯光纤211中的多模光纤产生温度变化信号的速度。
在一种可能设计中，该通讯光缆层2还包括第二油膏214，该第二油膏214容置于该至少一根通讯光缆21之间，以便提升该通讯光纤211中的多模光纤产生温度变化信号的速度。
三、外护层3的结构及工作原理
该外护层3由阻水层31和包覆于该阻水层31外侧的第三保护层32构成，该第三保护层32包括多个第一分段和多个第二分段，每两个该第一分段之间设置有一个该第二分段，该第二分段为金属分段。
其中，该阻水层31用于密封和保护该应变光缆层1和该通讯光缆层2，以免灰尘或水汽进入其中影响该光缆的性能；该第一分段用于保护该应变光缆层1和该通讯光缆层2，例如，该第一分段可以是聚乙烯外护套，聚乙烯外护套加工工艺简单，成本低；该第二分段为金属材质，所以当该光缆的外部的温度发生变化时，该第二分段能迅速将温度的变化传导至其内部，使该第二分段位置对应的通讯光缆能迅速检测到该温度变化信号，进而将该信号传输到信号处理设备；该多个第一分段与该多个第二分段以预设长度比例间隔排列，以便通过该第二分段与管道里程桩之间的对应关系，以及信号所携带的位置信息来确定该信号产生的位置，上述性能可以用于标定光缆里程与管道里程之间的对应关系，基于信号的光缆里程信息和上述对应关系，可以准确确定该信号产生的位置。
在一种可能设计中，该外护层3还包括位于该阻水层31内侧的涂塑铝层33，该涂塑铝层33用于提升该单模光纤产生振动信号的速度。
在一种可能设计中，该外护层3还包括位于该阻水层31内侧的第五保护层34，以及位于该第五保护层34内侧的钢塑复合层35。该第五保护层34用于保护该应变光缆层1和该通讯光缆层2，例如，该第五保护层34可以是聚乙烯外护套，聚乙烯外护套加工工艺简单，成本低；该钢塑复合层35用于进一步防止水汽进入该应变光缆层1和该通讯光缆层2。
由于光缆通常是以缠绕方式与管道同沟敷设的，所以地面上的管道里程桩上显示的管道里程与实际的光缆里程并不对应，所以信号携带的位置信息只能反映该信号的产生位置与信号处理设备之间的光缆里程，不能反映该信号产生位置与该信号处理设备之间的实际距离。又因为在管道上方的地面上通常会设置管道里程桩，该管道里程桩能够反映与信号处理设备之间的实际距离，所以需要标定该光缆里程与管道里程之间的对应关系，基于该对应关系，在接收到光缆传输的信号后，基于该信号对应的光缆里程获取对应的管道里程。
例如，在该光缆中，每两个999米的第一分段之间连接1米的第二分段，这样每一个第二分段与信号处理设备之间的距离恰好为1000米的整数倍。在将该光缆与管道同沟敷设后，通过人为方式使光缆的第二分段对应的光纤检测到温度、振动或应变，并将该信号传输到信号处理设备，通过对信号进行处理，得到该信号对应的光缆里程，在地面上寻找管道里程桩，如果该位置位于两里程桩之间，则采用量尺等工具测量该位置与上一里程桩之间的距离，进而将该距离与上一里程桩上显示的里程相加，得到该位置与信号处理设备之间的管道里程，例如，该人为方式可以是向第二分段上浇热水，使光缆检测到温度变化信号，或者通过锤击地表的方式，使光缆检测到振动信号。可以基于每个第二分段进行上述标定过程，为后续快速找到信号产生位置做好准备，进一步地，还可以基于该标定过程计算光缆里程与管道里程之间的比例，例如该比例可以是6:5，基于该比例可以在光缆里程与管道里程之间进行换算。
例如，可以参见图2，图2是本发明实施例提供的一种光缆应用系统的结构示意图，当有重型机械行驶在光缆上方某位置时，该光缆2100m的位置的单模光纤检测到振动，产生振动信号并将该信号传输到信号处理设备，经过进一步地换算，可以得到该振动信号产生在管道里程的1750m附近，进而巡护人员可以及时到达该位置进行确认并采取相应措施；再例如，当光缆上方某位置发生滑坡引起的土体大位移时，该光缆4100m位置的应变光纤111检测到应变，产生应变信号并将该信号传输到信号处理设备，经过进一步的换算，可以得到该应变信号产生在管道里程的3417m附近，进而巡护人员可以及时到达该位置进行确认并采取相应措施；再例如，当光缆附近的管道某位置发生微小泄漏，该光缆6100m位置的单模光纤检测到温度突变，产生温度变化信号并将该信号传输到信号处理设备，经过进一步的换算，可以得到该温度变化信号产生在管道里程的5083m附近，进而巡护人员可以及时到达该位置进行确认并采取相应措施。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。
本发明实施例提供的光缆包括应变光缆层1、包覆于该应变光缆层1外侧的通讯光缆层2和包覆于该通讯光缆层2外侧的外护层3，其中，该应变光缆层1用于产生并传输应变信号，该通讯光缆层2用于产生振动信号和温度变化信号，上述信号携带该信号产生位置的光缆里程信息，该外护层3中设有第一分段和材质为金属的第二分段，基于该第二分段，可以获取光缆里程和管道里程之间的对应关系，基于该信号的光缆里程和上述对应关系，可以准确确定信号产生的位置。进一步地，该外护层3还包括位于该阻水层31内侧的涂塑铝层33，该涂塑铝层33用于提升该单模光纤产生振动信号的速度；该通讯光缆层2还包括油膏，该油膏容置于该第二保护层212内部的通讯光纤211之间以及该至少一根通讯光缆21之间，用于提升该通讯光纤211中的多模光纤产生温度变化信号的速度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种光缆，其特征在于，所述光缆包括：应变光缆层(1)、包覆于所述应变光缆层(1)外侧的通讯光缆层(2)和包覆于所述通讯光缆层(2)外侧的外护层(3)；
所述应变光缆层(1)包括至少一根应变光缆(11)，每一根应变光缆由应变光纤(111)和包覆于所述应变光纤(111)外侧的第一保护层(112)构成，所述应变光纤(111)用于基于应力产生并传输应变信号；
所述通讯光缆层(2)包括至少一根通讯光缆(21)，每一根通讯光缆由通讯光纤(211)和包覆于所述通讯光纤(211)外侧的第二保护层(212)构成，所述通讯光纤(211)包括至少一根单模光纤和至少一根多模光纤，所述单模光纤用于基于振动产生并传输振动信号，所述多模光纤用于基于温度变化产生并传输温度变化信号；
所述外护层(3)由阻水层(31)和包覆于所述阻水层(31)外侧的第三保护层(32)构成，所述第三保护层(32)包括多个第一分段和多个第二分段，每两个所述第一分段之间设置有一个所述第二分段，所述第二分段为金属分段。
2.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述外护层(3)还包括位于所述阻水层(31)内侧的涂塑铝层(33)。
3.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述通讯光缆层(2)还包括第一油膏(213)，所述第一油膏(213)容置于所述第二保护层(212)的内部。
4.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述通讯光缆层(2)还包括第二油膏(214)，所述第二油膏(214)容置于所述至少一根通讯光缆(21)之间。
5.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述光缆还包括第一金属层(4)，所述第一金属层(4)位于所述应变光缆层(1)和所述通讯光缆层(2)之间。
6.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述光缆还包括填充绳(5)，所述填充绳(5)位于所述应变光缆层(1)和所述通讯光缆层(2)之间。
7.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述应变光缆层(1)还包括包覆于所述第一保护层(112)外侧的第二金属层(113)，以及包覆于所述第二金属层(113)外侧的第四保护层(114)，所述第二金属层(113)和所述第四保护层(114)用于加强所述应变监测单元的强度。
8.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于，所述外护层(3)还包括位于所述阻水层(31)内侧的第五保护层(34)，以及位于所述第五保护层(34)内侧的钢塑复合层(35)。
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