CN201417333Y - 一种适于极端温度下使用的柔性光缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可在－150℃～+300℃温度范围内使用且具有良好弯曲性能的柔性光缆，它包括从外层至里层依次相套设的外护套、钢丝编织层、金属软套管，所述的金属软套管内设置有至少一根光纤，且每根光纤包括纤芯、依次包覆在纤芯外周的光纤包层和聚酰亚胺涂层。由于其光纤涂层采用聚酰亚胺涂层，因而可保证光纤在－180℃～+300℃温度范围内长期使用；同时采用金属软管不仅能对光纤进行机械特别是抗压保护，而且有良好的弯曲性能等；因此，本实用新型光缆适合于在极端温度下敷设及使用的场合以及室内、机房、设备内联结等各种要求弯曲半径特别小的场合的应用。

Description

一种适于极端温度下使用的柔性光缆

技术领域

本实用新型涉及一种通信光缆，尤其涉及一种能够在较宽泛温度范围内使用的光缆。

背景技术

我们知道，在很多情况下需要在极端温度条件下(高温在100℃以上，低温在-100℃以下)敷设及使用光缆，例如火灾检测、低温容器、高温管线检测、热系统的远程控制、蒸汽发电机的监控，以及在航天、航空、核装置等军事系统中，在这些特殊的场合下，对应用到的光缆耐高温和耐低温的性能要求较高，否则光缆的传输质量得不到保证。而现有的通信光缆，由于光纤本身的紫外固化丙烯酸树脂涂层的使用温度仅为-50℃～+85℃，因此光缆的使用温度通常只能在-50℃～+70℃范围内，而且常用的PBT束管及光缆的塑料护套也无法承受过高和过低的极端温度，因此，现有的光缆无法满足上述使用场合的要求。

同时近年来，各种传感光缆得到了很多方面的利用。如利用光时域反射(OTDR)技术的分布式光纤传感系统特别是利用布里渊散射光对光纤应变和温度的敏感性构成的BOTDR(Brillouin OTDR)传感系统，其通过BOTDR发出的布里渊散射光在单模光纤中传输，利用单模光纤受到应力或温度变化时光纤中的布里渊散射光就会产生频移的原理，计算得出光纤所受应变和温度的数值；同样，在利用拉曼散射光对光纤温度的敏感性所构成的ROTDR(RamanOTDR)传感系统中，也采用到多模光纤作为温度传感元件；另外，在马赫-泽德(Mach-Zehnder)型光纤干涉仪构成的相位调制分布式光纤振动传感定位系统中，也需用单模光纤作为振动传感元件。作为上述温度、振动传感系统的各种传感光缆也会在极端温度下敷设和使用，因此，需要光缆具有更好的耐温性能。

另外，由于传统光缆中通常设置有增强刚性的抗张元件，如加强钢丝或FRP等，这样势必影响光缆的弯曲能力，从而影响了光缆在各种场合尤其是在极端温度条件下敷设和使用。

实用新型内容

本实用新型目的就是为了克服现有技术的不足而提供一种可在-150℃～+300℃温度范围内使用且具有良好弯曲性能的柔性光缆。

为了达到上述发明目的，本实用新型的技术方案为：一种适于极端温度下使用的柔性光缆，它包括从外层至里层依次相套设的外护套、钢丝编织层、金属软套管，所述的金属软套管内设置有至少一根光纤，且每根所述的光纤包括纤芯、依次包覆在所述纤芯外周的光纤包层和聚酰亚胺涂层。

对上述技术方案的变化和解释如下：

1、所述的金属软套管由金属薄片相螺旋绕制而成，从而使得本实用新型的金属软套管不仅能对光纤进行机械的特别是抗压保护外，其螺旋绕制的结构使得整个光缆更加柔韧，具有良好的弯曲性能，且更进一步地，所述的金属薄片宽度为1mm～3mm、厚度为0.1mm～0.3mm，金属薄片材质为不锈钢。

2、所述的光纤的光纤包层与聚酰亚胺涂层之间还包裹有碳密封层，通过设置该碳密封层，通过碳的吸湿性，可防止潮气对光纤的侵蚀。

3、所述的钢丝编织层由表面镀锌的细钢丝编织而成。

4、所述的外护套由浸涂有聚酰亚胺树脂的玻璃纱编织而成，用聚酰亚胺树脂浸过的玻璃纱编织的外护套取代了常规的塑料套管，不仅增强了光缆的机械和化学保护作用，而且进一步保证了光缆可在较宽的温度范围内使用。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型光缆为中心束管式光缆，这样可保证光缆弯曲时，光纤束管承受的形变最小；由于其光纤涂层采用聚酰亚胺涂层，因而可保证光纤在-180℃～+300℃温度范围内长期使用；同时采用金属软管不仅能对光纤进行机械特别是抗压保护，而且有良好的弯曲性能；在金属软管外的钢丝编织层，它是由细钢丝编织而成，在本实用新型光缆结构中形成抗张元件，取代了传统光缆采用加强钢丝或FRP等作为加强元件，从而使得光缆弯曲性能得到进一步提高，因此，本实用新型光缆适合于在极端温度下敷设及使用的场合以及室内、机房、设备内联结等各种要求弯曲半径特别小的场合的应用。

附图说明

附图1为本实用新型光缆结构示意图；

附图2为本实用新型光纤结构示意图；

其中：1、光纤；11、纤芯；12、光纤包层；13、碳密封层；14、聚酰亚胺涂层；2、金属软套管；3、钢丝编织层；4、外护套。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型优选实施方案进行详细说明：

如图1所示的光缆，包括位于中心的光纤1，光纤1外设有金属软套管2，光纤1穿入金属软套管2内构成光纤束管，金属软套管2外壁包覆有钢丝编织层3，钢丝编织层3外套有外护套4，其中，所述的金属软套管2由金属薄片螺旋绕制而成，在本实施例中，金属薄片采用不锈钢片，且不锈钢片的宽度×厚度为1.5×0.2mm，下表给出了金属软套管的一些参考数据，但该表格数据并不能起到对本实用新型结构的限定，光纤1放置在该金属软管2内，不仅能够受到良好的机械保护特别是抗压保护，而且使得光缆具有良好的弯曲性能。

金属软套管2的规格如下表所示：

所述的钢丝编织层3是由细钢丝编织而成，且钢丝可采用镀锌低碳钢丝，钢丝编织层3在本光缆结构中作为抗张元件。外护套4由玻璃纱编制并用聚酰亚胺树脂浸涂而成，由于聚酰亚胺具有较高的分解温度，(一般都在500℃左右)和耐低温性能(如在-269℃的液态氦中不会脆裂)，其可对光缆形成良好的机械和化学保护作用，并可在-180℃～+300℃温度范围内工作。

如图2所示，所述的光纤1包括光纤纤芯11、光纤纤芯11外的光纤包层12和光纤包层12外涂敷的聚酰亚胺涂层14，在光纤包层12和光纤涂层14之间还设有碳密封层13。由于光纤外部的涂层材料采用是聚酰亚胺，，因而可保证光纤在-180℃～+300℃温度范围内长期使用。同时在光纤包层12外设置一层碳密封层13，可防止潮气对光纤的侵蚀作用。在本实用新型中，光纤可根据使用要求采用多模或单模光纤，当对弯曲性能要求高时，可采用损耗弯曲不敏感的G，657光纤。在具体制造的时候，在金属软套管中的光纤可设置有一定的余长，以保证光缆在敷设和使用时光纤不受附加应力的作用。且光纤1的数量可为1～8根，但不并限于此数量。

在加工本实用新型光缆时，光纤1穿入金属软管2内的方法可采用如下两种；一是根据光纤芯数、不锈钢软管内径及长度的不同采用振动法、压入法、真空吸入等方法，二是不锈钢皮螺旋软管成型直接在光纤外进行。

而且本实用新型光缆的金属软套管中，没有充填油膏，因而有利于光缆的敷设施工，也有利于作为温度、振动传感光缆的使用。特别是在作为振动传感光缆的使用时，本光缆无油膏的结构特征，由于避免了传统光纤束管中油膏对光纤振动的阻尼作用，从而使光纤具有最大的振动灵敏度。

Claims (7)

1、一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在于：它包括从外层至里层依次相套设的外护套(4)、钢丝编织层(3)、金属软套管(2)，所述的金属软套管(2)内设置有至少一根光纤(1)，且每根所述的光纤(1)包括纤芯(11)、依次包覆在所述纤芯(11)外周的光纤包层(12)和聚酰亚胺涂层(14)。

2、根据权利要求1所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在于：所述的金属软套管(2)由金属薄片相螺旋绕制而成。

3、根据权利要求2所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在于：所述的金属薄片宽度为1mm～3mm、厚度为0.1mm～0.3mm。

4、根据权利要求2所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在于：所述的金属薄片材质为不锈钢。

5、根据权利要求1或2所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在于：所述的光纤(1)的光纤包层(12)与聚酰亚胺涂层(14)之间还包裹有碳密封层(13)。

6、根据权利要求1或2所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在于：所述的钢丝编织层(3)由表面镀锌的细钢丝编织而成。

7、根据权利要求1所述的一种适于极端温度下使用的柔性光缆，其特征在于：所述的外护套(4)由浸涂有聚酰亚胺树脂的玻璃纱编织而成。

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