CN113140367A - 一种触发式预警电缆 - Google Patents

Abstract

本发明属于电缆技术领域，公开了一种触发式预警电缆，包括电缆本体；以及固定套设在电缆本体外侧的多个外螺纹，以及与外螺纹外啮合的主动齿筒；以及与主动齿筒同轴固定连接的编码器；以及连接多个编码器的电源线；以及连接多个编码器的信号线；以及与信号线连接的下位机；以及与下位机通信连接的上位机，当土层往下塌陷时会将电缆本体拉动，外螺纹将带动主动齿筒转动，主动齿筒将带动编码器转动，编码器将转动的角度大小转化为电信号通过信号线出传输给下位机，电源线为编码器进行供电，下位机将收到的电信号转化成数据信号传输给上位机，上位机接收到数据即表明土层有塌陷的迹象。

Description

一种触发式预警电缆

技术领域

本发明属于电缆技术领域，尤其涉及一种触发式预警电缆。

背景技术

电缆用来传输定向运动的电荷，在电力系统和信息传输系统具有广泛的应用。为了节省空间，电缆一般都铺设在地下，一部分是建设了专门的水泥通道来保护电缆不受压迫。但是还是有一部分电缆直接埋在土层里面，电缆会受到来自周围土层的压力。电缆一旦完成铺设，使用时间较长之后难以从地表看出地下的电缆布局情况，经常会出现因为土层塌陷的原因导致电缆被拉断，造成信号或电力传输故障。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种触发式预警电缆，能够对电缆埋入的土层进行实时的塌陷检测。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：一种触发式预警电缆，包括电缆本体，电缆本体的外表面开设有若干段外螺纹，若干段外螺纹沿着电缆本体的长度延伸方向间断分布；以及被电缆本体穿过的若干个安装壳，每一安装壳罩合在一段外螺纹外；以及与外螺纹啮合的主动齿筒，主动齿筒转动安装在安装壳内；以及与主动齿筒同轴固定连接的编码器；以及连接多个编码器的电源线；以及连接多个编码器的信号线；以及与信号线连接的下位机；以及与下位机通信连接的上位机。

本方案的技术效果如下：

将一种触发式预警电缆放置在土层里，当土层往下塌陷时会将电缆本体拉动，电缆本体表面的外螺纹将带动主动齿筒转动，主动齿筒将带动编码器转动，安装壳起到防止土壤卡住主动齿筒和稳定主动齿筒和编码器的作用，编码器将转动的角度大小转化为电信号通过信号线出传输给下位机，同时由电源线为编码器进行供电，下位机将收到的电信号转化成数据信号传输给上位机，上位机接收到数据即表明土层有塌陷的迹象，接收到的数据较大即表明土层塌陷的可能性较大或者已经发生塌陷，从而对电缆埋入的土层进行实时监测，监测人员可以根据上位机上看到的数据进行电缆埋入的土层塌陷检测，从而保证电缆正常传输信号或电力。

附图说明

图1是本发明一种触发式预警电缆的结构示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是本发明中电缆本体的结构示意图；

图4是本发明中振动检测装置的结构示意图；

图5是本发明中一种触发式预警电缆的又一结构示意图

其中：100-触发式预警电缆、10-电缆本体、20-外螺纹、30-主动齿筒、40-编码器、50-电源线、60-信号线、70-下位机、80-上位机、90-安装壳、111-线条、112-插针、120-定位芯片、130-刚性件、140-振动检测装置、141-碳管、1411-空腔、142-碳球。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容了解本发明的优点和功效。

请参图1至图4，一种触发式预警电缆100，包括电缆本体10；电缆本体10的外表面开设有若干段外螺纹20，若干段外螺纹20沿着电缆本体10的长度延伸方向间断分布；以及被电缆本体10穿过的若干个安装壳90，每一安装壳90罩合在一段外螺纹20外；以及与外螺纹20啮合的主动齿筒30，主动齿筒30转动安装在安装壳90内；以及与主动齿筒30同轴固定连接的编码器40；以及连接多个编码器40的电源线50；以及连接多个编码器40的信号线60；以及与信号线60连接的下位机70；以及与下位机70通信连接的上位机80。

这样一以来，在将本发明中的一种触发式预警电缆100放置在土层里，当土层往下塌陷时会将电缆本体10拉动，电缆本体10表面的外螺纹20将带动主动齿筒30转动，主动齿筒30将带动编码器40转动，编码器40将转动的角度大小转化为电信号通过信号线60出传输给下位机70，同时由电源线50为编码器40进行供电，下位机70将收到的电信号转化成数据信号传输给上位机80，上位机80接收到数据即表明土层有塌陷的迹象，接收到的数据较大即表明土层塌陷的可能性较大或者已经发生塌陷，从而对电缆埋入的土层进行实时监测，监测人员可以根据上位机80上看到的数据进行电缆埋入的土层塌陷检测，从而保证电缆正常传输信号或电力。安装壳90在此过程中可以将土壤与主动齿筒30和外螺纹20隔离开来，避免土壤卡住主动齿筒30和外螺纹20，以及稳定主动齿筒30和编码器40，使得电缆本体10受到土层拉扯时将土层变化数据准确的转化给编码器40。

其中，相邻两个主动齿筒30呈上下两侧交叉与外螺纹20啮合。

这样一来，由于相邻两个主动齿筒30之间的土层不管是发生往下的塌陷或者是往上的隆起时，相邻两个主动齿筒30之间的电缆本体10受到拉扯的同时还受到竖直方向的力。因此相邻两个主动齿筒30呈上下两侧交叉与外螺纹20啮合可以使得电缆本体10对相邻两个主动筒齿30其中一个在竖直方向的力几乎为零，避免了在土层发生往下的塌陷或者是往上的隆起时电缆本体10上的外螺纹20与主动筒齿30被竖直方向的力压迫卡死的问题。

其中，请参阅图5，安装壳90的下方设有抓地结构。

实施时，抓地结构多根呈网状散开的线条111。

这样一来，在电缆本体10埋入土层时，多根线条111也埋入不同方向的土层里，对安装壳90起到固定稳定的作用，避免电缆本体10受到土层的拉扯时编码器40也随之发生位移影响土层变化数据的监测结果。

其中，请参阅图5，抓地结构包括多根固定在安装壳90下方的插针112。

这样一来，通过插针112插入土层里，能够避免电缆本体10受到土层的拉扯时安装壳90以及编码器40也随之发生位移影响土层变化数据的监测结果。

其中，每个安装壳90下方的多根插针112呈环形阵列，且多根插针112围合成直径从上往下逐渐缩小的扩口状。

这样一来，多根插针112形成下粗上细的形状，能够起到防止安装壳90以及编码器40受到电缆本体10的拉扯时出现偏倒的情况，使得电缆本体10受到土层的拉扯位移能够基本上都转化为编码器40的转动数据。

其中，每一编码器40上还固定有一个定位芯片120。

这样一来，每个编码器40在受到电缆本体10的拉扯后，向下位机70传输转动数据时，同时传输自身的位置数据，使得监测人员通过观察上位机80上的数据，即可知道哪个位置的电缆埋入的土层有发生塌陷的迹象，便于安排人员定点检查维修。

其中，电缆本体10和电源线50以及信号线60三者之间采用刚性件130连接在一起。

这样一来，通过刚性件130，例如硬性橡胶材质将电缆本体10和电源线50以及信号线60三者连接在一起，当土层发生塌陷时，土层在电源线50或者信号线60进行拉扯时，电源线50或者信号线60也将对电缆本体10进行拉扯，从而实现扩大对土层的监控范围的目的。

其中，请参阅图1和图4，信号线60上还分布有多个振动检测装置140。

实施时，可以将本实施中的一种触发式预警电缆100埋在铁轨下方的土层里面。

这样一来，通过振动检测装置140对每次火车碾过铁轨时造成的土层振动进行监测，当振动检测装置140最终传输给上位机80的土层振动数据超出预设的标准值时，即表明铁轨下方的土层结构出现了较大变化，然后派出人员进行及时检查，起到对铁轨下方的土层结构进行实时检测的效果。

其中，振动检测装置140包括固定在信号线60上的碳管141，碳管141与信号线60通信连接，每个碳管141的内部还设有多个空腔1411，每一个空腔1411内滚动连接有一个碳球142，空腔1411的直径大于碳球142的直径。

这样一来，当土层发生振动时，碳球142将在空腔1411内发生振动，碳球142与碳管141的空腔1411内壁的接触面积也会发生变化。则碳管141传输电流的大小也会发生变化，通过信号线60将碳管141的电流变化数据最终传输给上位机80，电流数据发生波动，即表面电缆埋入的土层发生了振动，电流数据发生波动的频率比较大，即表面振动频率比较大，通过预设正常的电流波动数值进行对比，当超出预设值即表面土层振动不正常，方便派出人员进行检修。

其中，振动检测装置140的制造方法如下：

S1：将碳球142放入填满水的模具内，降温后在碳球142的外表面形成一层球形的冰；

S2：表面结冰的碳球142在零摄氏度以下的环境与碳粉和粘结剂均匀混合，然后放入模具中压铸成形；

S3：将温度升至零摄氏度以上一段时间，待碳球142表面的冰融化之后挥发，且碳粉在粘接剂的作用下凝固成型即可。

这样一来，通过先在碳球142表面低温结一层冰，使得碳球142与碳粉和粘接剂混合后，冰融化之后，在碳球142外包形成一个稍微直接比碳球142大一些的空腔1411，给与碳球142在发生振动时一定的运动空间，且冰起到将碳球142与碳粉隔离开来的目的，避免碳球142固定粘合在形成之后的碳管141内。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种触发式预警电缆，其特征在于：包括电缆本体，所述电缆本体的外表面开设有若干段外螺纹，若干段外螺纹沿着电缆本体的长度延伸方向间断分布；

以及被所述电缆本体穿过的若干个安装壳，每一所述安装壳罩合在一段外螺纹外；

以及与所述外螺纹啮合的主动齿筒，所述主动齿筒转动安装在所述安装壳内；

以及与所述主动齿筒同轴固定连接的编码器；

以及连接多个编码器的电源线；

以及连接多个编码器的信号线；

以及与信号线连接的下位机；

以及与所述下位机通信连接的上位机。

2.根据权利要求1所述触发式预警电缆，其特征在于：相邻两个主动齿筒呈上下两侧交叉与外螺纹啮合。

3.根据权利要求2所述的触发式预警电缆，其特征在于：所述安装壳的下方设有抓地结构。

4.根据权利要求3所述的触发式预警电缆，其特征在于：所述抓地结构包括多根固定在所述安装壳下方的插针。

5.根据权利要求4所述的触发式预警电缆，其特征在于：每个所述安装壳下方的多根所述插针呈环形阵列，且多根所述插针围合成直径从上往下逐渐缩小的扩口状。

6.根据权利要求5任一所述的触发式预警电缆，其特征在于：每一编码器上还固定有一个定位芯片。

7.根据权利要求6所述的触发式预警电缆，其特征在于：所述电缆本体和所述电源线以及信号线三者之间采用刚性件连接在一起。

8.根据权利要求1至7任一所述的触发式预警电缆，其特征在于：所述信号线上还分布有多个振动检测装置。

9.根据权利要求8所述的触发式预警电缆，其特征在于：所述振动检测装置包括固定在所述信号线上的碳管，所述碳管与所述信号线通信连接，每个所述碳管的内部还设有多个空腔，每一个所述空腔内滚动连接有一个碳球，所述空腔的直径大于所述碳球的直径。

10.根据权利要求9所述的触发式预警电缆，其特征在于：所述振动检测装置的制造方法如下：

S1：将所述碳球放入填满水的模具内，降温后在所述碳球的外表面形成一层球形的冰；

S2：表面结冰的碳球在零摄氏度以下的环境与碳粉和粘结剂均匀混合，然后放入模具中压铸成形；

S3：将温度升至零摄氏度以上一段时间，待碳球表面的冰融化之后挥发，且碳粉在粘接剂的作用下凝固成型即可。

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