CN111624716A - 集通信及环境监测于一体的复合海底光缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，包括中心通信缆，其特征在于：所述中心通信缆上沿其长度方向螺旋绕设有环境探测元件。本发明的复合海底光缆，单根光缆的中心通信缆和环境探测元件分别实现传输通信和环境探测，其中，环境探测元件设置在中心通信缆的外部，使得复合海底光缆能够克服现有技术中环境探测元件设置在中心管内部的各种技术缺陷；另一方面，环境探测元件通过螺旋绕设来增加其有效长度，以此来提高环境探测元件的探测精度和灵敏度，进而提高复合海底光缆的探测精度和灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及海底光缆技术领域，具体涉及一种集通信及环境监测于一体的复合海底光缆。
背景技术
随着我国海洋经济的不断跨越发展，各类海洋通讯以及水下探测、侦测领域，对传统的海底光缆复合传输能力要求不断提高，对海底环境实时在线监测需求日益提升，开发出符合更多功能的复合海底光缆，不仅能极大的降低各类探测和通讯平台的建造成本，更有助于推动我国海底在线观测网的建设，提升我国海洋资源的利用和保护能力。
目前，应用较为广泛的复合传输、检测性能的复合缆有两种实现方式，第一种是由设置在不锈钢管中的传输光纤实现传输通信，在接头盒内部集成光纤光栅或者传感器，通过光纤光栅或者传感器检测水域环境。第二种是将探测元件(比如“探测光纤”)和传输光纤同时放置在中心不锈钢管内，传输光纤用于通信传输，探测元件用于检测并传输水域环境；第二种方式区别于第一种方式，将传输光纤和探测元件设置在一根缆上，且探测光纤设置在不锈钢管内，具有诸多限制：①受限于不锈钢管的保护，其对外部应力应变变化的监测能力大大减弱；②不锈钢管内填充有纤膏，因为纤膏存在一定的缓冲作用，进一步减弱探测光纤对外部应力应变变化的监测能力；③受限于纤膏的低导热性，外部热源传递到探测光纤非常缓慢，且达到平衡后探测光纤上的稳定温度相比外接热源低很多，这就导致光纤的温度传感不仅精度低且监控速度大大降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，实现高精度和高灵敏度探测性能的复合海底光缆。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，包括中心通信缆，所述中心通信缆上沿其长度方向螺旋绕设有环境探测元件。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述环境探测元件包括一根或者多根传感光纤。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述传感光纤为芳纶绕制光纤或者紧包光纤。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述传感光纤包括压力传感光纤、温度传感光纤、振动传感光纤中的一种或者任意组合。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述复合海底光缆径向上位于环境探测元件的外侧包覆有增敏护套层。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述中心通信缆包括金属管体、穿设在所述金属管体内的传输光纤，所述传输光纤之间填充有阻水吸氢纤膏。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述中心通信缆还包括内铠装层，沿所述复合海底光缆的径向，所述内铠装层设置在所述金属管体的外侧，所述内铠装层的铠装间隙内填充有阻水胶。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述中心通信缆还包括阻水带，沿所述复合海底光缆的径向，所述阻水带设置在所述内铠装层的外侧。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述中心通信缆还包括内护套层，沿所述复合海底光缆的径向，所述内护套层设置在所述阻水带的外侧。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述中心通信缆还包括外铠装层，沿所述复合海底光缆的径向，所述外铠装层设置在所述内护套层的外侧。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述中心通信缆还包括外护套层，沿所述复合海底光缆的径向，所述外护套层设置在所述外铠装层外侧，所述环境探测元件沿长度方向螺旋绕设在所述外护套层上。
本发明的有益效果：
本发明的集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，单根光缆的中心通信缆和环境探测元件分别实现传输通信和环境探测，其中，环境探测元件设置在中心通信缆的外部，使得复合海底光缆能够克服现有技术中环境探测元件设置在中心管内部的各种技术缺陷；另一方面，环境探测元件通过螺旋绕设来增加其有效长度，以此来提高环境探测元件的探测精度和灵敏度，进而提高复合海底光缆的探测精度和灵敏度。
附图说明
图1为本发明的优选实施例中复合海底光缆的结构示意图；
图2为图1中复合海底光缆隐去增敏护套层后的结构示意图。
图中标号说明：
2-环境探测元件，4-增敏护套层，6-金属管体，8-传输光纤，10-内铠装层，12-阻水带，14-内护套层，16-外铠装层，18-外护套层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例
本发明实施例公开一种集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，参照图1～2所示，该复合海底光缆包括中心通信缆和环境探测元件。本发明的单根复合海底光缆由中心通信缆和环境探测元件分别实现传输通信和环境探测。其中，中心通信缆包括金属管体6、穿设在上述金属管体6内的传输光纤8，上述金属管体6优选使用不锈钢管，传输光纤8带有一定余长穿设在不锈钢管内，由传输光纤8承载传输通信数据。获得上述中心通信缆时，通过精密的二道拉拔工艺，以实现不锈钢管的弹塑性变形，从而在变形释放后，传输光纤在光单元内部形成一定的均匀余长。
上述环境探测元件2用于探测海底光缆所在水域环境参数，比如，压力、温度、振动、水纹等，环境探测元件探测环境参数的原理和实现方式为公知示例，此处不再赘述。
本实施例技术方案中，上述环境探测元件2包括一根或者多根传感光纤，传感光纤的数量根据探测精度和灵敏度的需要进行调整。此外，根据环境探测的实际需要，还可以调整传感光纤的类型，比如使用压力传感光纤探测压力，使用温度传感光纤探测温度，使用振动传感光纤探测振动等。还可以根据实际需要，调整各类型光纤的数量。
进一步的，上述环境探测元件2沿长度方向螺旋绕设在中心通信缆上，环境探测元件2螺旋绕设的螺距根据实际需要调整，比如20mm。环境探测元件2通过螺旋绕设来增加其有效长度，此处需要解释的有，环境探测元件2螺旋绕设后的实际长度相对于其沿光缆长度方向拉直设置时的实际长度大，能够增加光缆单位长度上环境探测元件2的有效长度，以此来提高环境探测元件2的探测精度和灵敏度，进而提高复合海底光缆的探测精度和灵敏度。当然，通过调节环境探测元件2的螺距和数量来实现不同探测精度和灵敏度。
进一步的，上述传感光纤为由芳纶绕制包裹的光纤，还可以是紧包光纤，芳纶绕制光纤，紧包光纤均能够提升传感光纤的抗拉强度，降低传感光纤的弯曲敏感性，实现传感光纤小弯曲半径的紧密螺距盘绕。
进一步的，上述复合海底光缆径向上位于环境探测元件的外侧包覆有增敏护套层4，增敏护套层4有助于降低环境信号的传递衰减，进而提升传感光纤探测的灵敏度。
进一步的，上述传输光纤8之间填充有阻水吸氢纤膏，阻水吸氢纤膏一方面起到断缆后的径向阻水作用，缓冲传输光纤受力；另一方面，阻水吸氢纤膏的成份中包含有微小颗粒状的吸氢剂，通过吸氢剂吸收外界渗入的氢气，从而减少传输光纤的氢损。
进一步的，上述中心通信缆还包括内铠装层10，沿上述复合海底光缆的径向，上述内铠装层10设置在上述金属管体6的外侧，上述内铠装层10的铠装间隙内填充有阻水胶。设置内铠装层10来提升中心通信缆的机械强度，铠装间隙填充阻水胶，且在内铠装层10的外侧设置阻水带12，实现光缆的断缆阻水。阻水带12也对内铠装层起到一层束缚的作用。
进一步的，上述中心通信缆还包括内护套层14，沿上述复合海底光缆的径向，上述内护套层14设置在上述阻水带12的外侧。内护套层14加强中心通信缆保护的同时，起到填充增加光缆外径的额作用，降低后道工序中传感光纤绕制对光纤衰减的影响。
进一步的，上述中心通信缆还包括外铠装层16，沿上述复合海底光缆的径向，上述外铠装层16设置在上述内护套层14的外侧。形成内、外铠装层的钢丝根据缆的机械性能需要进行增添或减少。
进一步的，上述中心通信缆还包括外护套层18，沿上述复合海底光缆的径向，上述外护套层18设置在上述外铠装层16外侧，上述环境探测元件沿长度方向螺旋绕设在上述外护套层18上。外护套层18进一步加强中心通信缆的保护。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，包括中心通信缆，其特征在于：所述中心通信缆上沿其长度方向螺旋绕设有环境探测元件。
2.如权利要求1所述的集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，其特征在于：所述环境探测元件包括一根或者多根传感光纤。
3.如权利要求2所述的集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，其特征在于：所述传感光纤为芳纶绕制光纤或者紧包光纤。
4.如权利要求1～3任一项所述的集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，其特征在于：所述复合海底光缆径向上位于环境探测元件的外侧包覆有增敏护套层。
5.如权利要求4所述的集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，其特征在于：所述中心通信缆包括金属管体、穿设在所述金属管体内的传输光纤，所述传输光纤之间填充有阻水吸氢纤膏。
6.如权利要求5所述的集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，其特征在于：所述中心通信缆还包括内铠装层，沿所述复合海底光缆的径向，所述内铠装层设置在所述金属管体的外侧，所述内铠装层的铠装间隙内填充有阻水胶。
7.如权利要求6所述的集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，其特征在于：所述中心通信缆还包括阻水带，沿所述复合海底光缆的径向，所述阻水带设置在所述内铠装层的外侧。
8.如权利要求7所述的集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，其特征在于：所述中心通信缆还包括内护套层，沿所述复合海底光缆的径向，所述内护套层设置在所述阻水带的外侧。
9.如权利要求8所述的集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，其特征在于：所述中心通信缆还包括外铠装层，沿所述复合海底光缆的径向，所述外铠装层设置在所述内护套层的外侧。
10.如权利要求9所述的集通信及环境监测于一体的复合海底光缆，其特征在于：所述中心通信缆还包括外护套层，沿所述复合海底光缆的径向，所述外护套层设置在所述外铠装层外侧，所述环境探测元件沿长度方向螺旋绕设在所述外护套层上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200904 |