CN111736280A - 一种金属铠装加强紧套光纤 - Google Patents

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张成事
许人东
陈金龙
刘凯
沈韦韦
朱宽宽
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Abstract

本发明揭示了一种金属铠装加强紧套光纤，包括光纤、铠装层、阻水填充以及外护套，所述光纤、铠装层以及外护套由内而外依次对应设置，所述光纤外部紧套设置有缓冲层，所述缓冲层外部通过铠装层绞合固定，所述铠装层包括第一金属丝单元和第二金属丝单元，所述铠装层的绞合缝隙内填充设置有阻水填充，所述铠装层外部设置有外护套。本发明具备如下优点：采用了全截面阻水设计，适应水下纵向和径向防水应用要求；采用了高强度磷化钢丝/铜丝铠装结构，提升了光纤单元的抗拉、抗压性能，提供电力传输通道；采用了弹性体紧包纤结构，为光纤提供了缓冲保护层；实现了小外径光纤、光电混合结构设计。

Description

一种金属铠装加强紧套光纤
技术领域
本发明涉及一种金属铠装加强紧套光纤。
背景技术
长期以来，紧套光纤无法单独承载拉力，紧套光纤的加强多依赖芳纶等纤维增强，可通过编织或者疏绕方式，为光纤单元提供足够的抗拉力值，随着光纤应用领域的不断扩展，对光纤的拉伸、弯曲、测压等性能提出更加严苛和全面的要求。
对于应用广泛的松套不锈钢管，多应用在水下环境，其采用一根松套不锈钢管，内置多芯光纤，通常的外径较大，不单独承载拉力，弯曲性能大大低于紧套光纤，多应用在水下静态敷设环境，外层需要多层高强的金属和塑料防护层。
目前，水下探测领域，采用了光、电混合结构的深海拖曳缆，其要求缆的整体外径小，自重轻，力值大，同时兼顾光、电的混合结构设计，这就对作为独立单元的光纤单元提出了独立承载部分拉伸和侧压能力的要求。
另外，深海拖曳缆在拉伸、收放弯曲过程中，承受着巨大的拉伸应力和弯曲侧压力，要求光纤具备足够强的抗拉特性，同时具备足够的抗压能力，才能保证拖曳缆在反复的收放过程中，光、电性能符合设计的使用要求。
目前，采用纤维增强的光纤，其不具备抗压功能，光纤在承受冲击、测压过程中，容易造成衰减的增加甚至断纤现象，光纤采用纤维增强不具备阻水性能，而且纤维增强的光纤，由于外径小，无法实现较大拉伸应力设计，采用多层纤维增强将导致内层松散，外径增大等缺陷。
采用松套不锈钢管结构的光纤，可以通过高强度钢丝的铠装，实现大力值设计，具备一定的抗侧压性能，但是，不锈钢管松套结构，其弯曲性能远远低于紧套光纤，不具备长期反复收放使用性能，长期的反复收放容易造成钢管的疲劳，形成应力集中，造成不锈钢管的开裂、断裂现象。
此外，不锈钢管通常外径尺寸较大，无法实现小外径结构设计，这将导致整体缆的外径增加，同时增加了铠装等护层的用量，缆本体重量的增加将直接导致最大设计使用长度的降低，缩短了设计应用水深。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用了全截面阻水设计，适应水下纵向和径向防水应用要求；采用了高强度磷化钢丝/铜丝铠装结构，提升了光纤单元的抗拉、抗压性能，提供电力传输通道；采用了弹性体紧包纤结构，为光纤提供了缓冲保护层；实现了小外径光纤、光电混合结构设计的金属铠装加强紧套光纤。
本发明的技术方案是，提供一种金属铠装加强紧套光纤，包括光纤、铠装层、阻水填充以及外护套，所述光纤、铠装层以及外护套由内而外依次对应设置，所述光纤外部紧套设置有缓冲层，所述缓冲层外部通过铠装层绞合固定，所述铠装层包括第一金属丝单元和第二金属丝单元，所述铠装层的绞合缝隙内填充设置有阻水填充，所述铠装层外部设置有外护套。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一金属丝单元和第二金属丝单元为高强度磷化钢丝或铜丝。
在本发明一个较佳实施例中，所述铠装层由第一金属丝单元绞合而成或第二金属丝单元绞合而成或第一金属丝单元和第二金属丝单元混合绞合而成的单层铠装结构。
在本发明一个较佳实施例中，所述外护套采用挤塑的高密度聚乙烯护套。
在本发明一个较佳实施例中，所述缓冲层为热塑性弹性体护层。
在本发明一个较佳实施例中，所述热塑性弹性体护层的外径大小为0.5-1.0mm。
本发明所述为一种金属铠装加强紧套光纤，本发明具备如下优点：
1、采用了全截面阻水设计，适应水下纵向和径向防水应用要求；
2、采用了高强度磷化钢丝/铜丝铠装结构，提升了光纤单元的抗拉、抗压性能，提供电力传输通道；
3、采用了弹性体紧包纤结构，为光纤提供了缓冲保护层；
4、实现了小外径光纤、光电混合结构设计。
附图说明
图1是本发明一种金属铠装加强紧套光纤一较佳实施例中的截面示意图。
具体实施方式
下面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。
本发明所述为一种金属铠装加强紧套光纤，如图1所示，包括由内而外依次对应设置的光纤1、铠装层2以及外护套3。
其中，光纤1外部紧套设置有缓冲层4，光纤1依据连接设备的不同，可选择单模或多模光纤，紧套光纤1的外层的缓冲层4采用热塑性弹性体护套，为光纤1提供足够的弹性支撑保护，提升了光纤的抗压、反复收放弯曲性能，根据产品设计选择合适外径，通常的外径范围在0.5-1.0mm之间。
缓冲层4外部通过铠装层2绞合固定，铠装层2由第一金属丝单元绞合而成或第二金属丝单元绞合而成或第一金属丝单元和第二金属丝单元混合绞合而成的单层铠装结构，第一金属丝单元和第二金属丝单元为高强度磷化钢丝或铜丝，采用的高强度磷化钢丝，其强度高，刚性大，为紧套光纤1提供强大的拉力支持，降低整体的弹性应变范围，充分保护光纤单元在拉伸作用下的安全可靠性，通过对铠装覆盖率的设计，包括节距、张力、压痕深度等的合理设计，确保高强度磷化钢丝服帖的覆盖在紧套光纤1外，同时避免对紧套光纤1形成压应力，确保高强度磷化钢丝的覆盖率可达98%及以上，降低高强度磷化钢丝之间的间隙，将高强度磷化钢丝作为管状抗侧压元器件，对内置的紧套光纤1提供侧压力保护，同时，采用铜丝替代高强度磷化钢丝，实现低电阻的电性能传输需求，拓展了铠装光纤的应用领域。
铠装层2的绞合缝隙内填充设置有阻水填充5，保障纵向阻水密封。
铠装层2外部设置有外护套3，外护套3采用挤塑的高密度聚乙烯护套，具备防渗透和低吸水率性能，适应水下环境。
本发明所述为一种金属铠装加强紧套光纤，本发明具备如下优点：
1、采用了全截面阻水设计，适应水下纵向和径向防水应用要求；
2、采用了高强度磷化钢丝/铜丝铠装结构，提升了光纤单元的抗拉、抗压性能，提供电力传输通道；
3、采用了弹性体紧包纤结构，为光纤提供了缓冲保护层；
4、实现了小外径光纤、光电混合结构设计。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种金属铠装加强紧套光纤，包括光纤、铠装层、阻水填充以及外护套，其特征在于：所述光纤、铠装层以及外护套由内而外依次对应设置，所述光纤外部紧套设置有缓冲层，所述缓冲层外部通过铠装层绞合固定，所述铠装层包括第一金属丝单元和第二金属丝单元，所述铠装层的绞合缝隙内填充设置有阻水填充，所述铠装层外部设置有外护套。
2.根据权利要求1所述的金属铠装加强紧套光纤，其特征在于：所述第一金属丝单元和第二金属丝单元为高强度磷化钢丝或铜丝。
3.根据权利要求1所述的金属铠装加强紧套光纤，其特征在于：所述铠装层由第一金属丝单元绞合而成或第二金属丝单元绞合而成或第一金属丝单元和第二金属丝单元混合绞合而成的单层铠装结构。
4.根据权利要求1所述的金属铠装加强紧套光纤，其特征在于：所述外护套采用挤塑的高密度聚乙烯护套。
5.根据权利要求1所述的金属铠装加强紧套光纤，其特征在于：所述缓冲层为热塑性弹性体护层。
6.根据权利要求5所述的金属铠装加强紧套光纤，其特征在于：所述热塑性弹性体护层的外径大小为0.5-1.0mm。
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