CN206161940U - 一种具有温度和应力传感功能的光缆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种具有温度和应力传感功能的光缆，包括保护光缆起到抗压耐磨作用的阻燃外护套，所述阻燃外护套内包裹有并排布置的抗张元件、松结构光纤单元和紧结构光纤单元，所述抗张元件有两根并分别布置在所述阻燃外护套的两侧，所述松结构光纤单元和紧结构光纤单元分别布置在所述阻燃外护套的中间，所述松结构光纤单元和紧结构光纤单元位于两根所述抗张元件之间，所述松结构光纤单元包括传输信号的光纤、阻止水分与所述光纤接触的纤油膏、保护所述光纤的阻燃松套管、承受纵向拉力和防火的凯夫拉加强件。本实用新型的有益效果是：测量应力时，比较好地消除了或降低了温度和环境噪声的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及光缆，尤其涉及一种具有温度和应力传感功能的光缆。
背景技术
分布式光纤温度和应力传感器广泛应用于石化能源、交通隧道、城市综合管廊、电力电缆等，用于施工质量监测、长期健康监测和火灾报警等。
对光缆的传感功能而言，其结构的设计基本原则是让外部的某一个或某几个被传感信息灵敏和实时地传递给缆内的光纤。因此，传感光缆主要采用紧结构技术，即通常采用紧包光纤，且在缆内几乎没有余长。
对光缆的通信功能而言，其结构的设计原则是使缆内的光纤与外部温度、外力、振动、湿潮环境等影响尽可能地隔离，以保证光信号在不受外部影响的条件下可靠传输。因此，通信光缆主要采用松结构技术，即光纤单元中的光纤在保护管内是松弛的，并且相对于光缆有足够的光纤余长。
光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光信号经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等）发生变化，成为被调制的信号源，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。
光纤被作为传感器使用主要存在两点问题一是光纤传感器的精度不够，二是传感器的使用寿命比较短。在同时测量温度和应力时，应力、温度以及所处环境噪声都会影响光纤传感器的精度，如何在测量温度时，消除或降低应力和环境噪声对传感器的影响，如何在测量应力时，消除或降低温度和环境噪声对传感器的影响，因此需要一种新型的光纤传感光缆。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种具有温度和应力传感功能的光缆。
本实用新型提供了一种具有温度和应力传感功能的光缆，包括保护光缆起到抗压耐磨作用的阻燃外护套，所述阻燃外护套内包裹有并排布置的抗张元件、松结构光纤单元和紧结构光纤单元，所述抗张元件有两根并分别布置在所述阻燃外护套的两侧，所述松结构光纤单元和紧结构光纤单元分别布置在所述阻燃外护套的中间，所述松结构光纤单元和紧结构光纤单元位于两根所述抗张元件之间，所述松结构光纤单元包括传输信号的光纤、阻止水分与所述光纤接触的纤油膏、保护所述光纤的阻燃松套管、承受纵向拉力和防火的凯夫拉加强件，其中，所述凯夫拉加强件包裹所述阻燃松套管，所述阻燃松套管包裹所述光纤，所述纤油膏填充在所述阻燃松套管内。
作为本实用新型的进一步改进，所述紧结构光纤单元包括紧包光纤和辅助抗张元件，所述辅助抗张元件包裹所述紧包光纤。
作为本实用新型的进一步改进，所述抗张元件、松结构光纤单元、紧结构光纤单元的横截面均为圆形，所述抗张元件、松结构光纤单元、紧结构光纤单元的圆心布置在同一直线上。
作为本实用新型的进一步改进，所述阻燃外护套的两侧为半圆形，中间为矩形。
作为本实用新型的进一步改进，所述抗张元件优选为不锈钢丝加强件。
作为本实用新型的进一步改进，所述阻燃外护套为低烟无卤阻燃护层外护套。
本实用新型的有益效果是：通过上述方案，两侧的抗张元件起保护作用，既能够满足敷设时和敷设后抗张要求，又可以在光缆受压时，避免缆芯受到外力的直接作用；并排布置的结构设计，增加了光缆与被测对象接触面积，缩短传感时间，便于光纤快速感应被测对象的温度和应力信息；在测量应力时，比较好地消除了或降低了温度和环境噪声的影响。
附图说明
图1是本实用新型一种具有温度和应力传感功能的光缆的横截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
如图1所示，一种具有温度和应力传感功能的光缆，包括保护光缆起到抗压耐磨作用的阻燃外护套8，所述阻燃外护套8内包裹有并排布置的抗张元件7、松结构光纤单元和紧结构光纤单元，所述抗张元件7有两根并分别布置在所述阻燃外护套8的两侧，所述松结构光纤单元和紧结构光纤单元分别布置在所述阻燃外护套8的中间，所述松结构光纤单元和紧结构光纤单元位于两根所述抗张元件7之间，所述松结构光纤单元包括传输信号的光纤1、阻止水分与所述光纤1接触的纤油膏2、保护所述光纤1的阻燃松套管3、承受纵向拉力和防火的凯夫拉加强件4，其中，所述凯夫拉加强件4包裹所述阻燃松套管3，所述阻燃松套管3包裹所述光纤1，所述纤油膏2填充在所述阻燃松套管3内。
如图1所示，所述紧结构光纤单元包括紧包光纤5和高弹性的辅助抗张元件6，所述辅助抗张元件6包裹所述紧包光纤5。
如图1所示，所述抗张元件7、松结构光纤单元、紧结构光纤单元的横截面均为圆形，所述抗张元件7、松结构光纤单元、紧结构光纤单元的圆心布置在同一直线上。
如图1所示，所述阻燃外护套8的两侧为半圆形，中间为矩形，呈运动场形状。
如图1所示，所述阻燃外护套8为低烟无卤阻燃护层外护套。
本实用新型提供的一种具有温度和应力传感功能的光缆，结构简单对温度和应力敏感度更高，方便施工，适用于桥梁、大坝等健康监测，松结构光纤单元和紧结构光纤单元被两根平行的超高强度、耐腐蚀、无应力的抗张元件7保护，既能够满足敷设时和敷设后抗张要求，又可以在光缆受压时，避免缆芯受到外力的直接作用。同时运动场型结构光缆，增加了光缆与被测对象接触面积，缩短传感时间，便于光纤快速感应被测对象的温度和应力信息。
在监测微应力时，光缆上任意位置受到拉伸应力，松结构光纤单元因存在余长，对拉伸应力不敏感，可以作为参考光纤，测量干扰信号（如温度，环境噪声）；紧结构光纤单元被迫延伸，光纤外径变细，对光纤中传输的光信号产生衰减，对应力、温度及环境噪声敏感，可以通过比较松结构光纤单元和紧结构光纤单元所测的信息，提高应力测量精度。
本实用新型提供的一种具有温度和应力传感功能的光缆，采用松结构技术和紧结构技术，松结构可以使光缆在受到微应变时，松结构内的光纤对应力变化不敏感，用于温度测量；紧结构内光纤对温度和应力变化敏感，可以用于温度和应力测量；在测量微应变时，松结构内光纤亦可作为参考光纤，测量的温度和环境噪声信息可用于紧结构内光纤测应力时降低温度和环境噪声对应力传感的影响。
本实用新型提供的一种具有温度和应力传感功能的光缆具有以下有益效果：
1.防护性能强、工作稳定性高、能适应恶劣环境、使用寿命长。
2.对温度和应力传感灵敏，可用于分布式温度和应力监测系统，提高测量微应力的精度。
3.结构紧凑，便于敷设。
4.特别适用于桥梁大坝等健康监测。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种具有温度和应力传感功能的光缆，其特征在于：包括保护光缆起到抗压耐磨作用的阻燃外护套，所述阻燃外护套内包裹有并排布置的抗张元件、松结构光纤单元和紧结构光纤单元，所述抗张元件有两根并分别布置在所述阻燃外护套的两侧，所述松结构光纤单元和紧结构光纤单元分别布置在所述阻燃外护套的中间，所述松结构光纤单元和紧结构光纤单元位于两根所述抗张元件之间，所述松结构光纤单元包括传输信号的光纤、阻止水分与所述光纤接触的纤油膏、保护所述光纤的阻燃松套管、承受纵向拉力和防火的凯夫拉加强件，其中，所述凯夫拉加强件包裹所述阻燃松套管，所述阻燃松套管包裹所述光纤，所述纤油膏填充在所述阻燃松套管内。
2.根据权利要求1所述的具有温度和应力传感功能的光缆，其特征在于：所述紧结构光纤单元包括紧包光纤和辅助抗张元件，所述辅助抗张元件包裹所述紧包光纤。
3.根据权利要求1所述的具有温度和应力传感功能的光缆，其特征在于：所述抗张元件、松结构光纤单元、紧结构光纤单元的横截面均为圆形，所述抗张元件、松结构光纤单元、紧结构光纤单元的圆心布置在同一直线上。
4.根据权利要求1所述的具有温度和应力传感功能的光缆，其特征在于：所述阻燃外护套的两侧为半圆形，中间为矩形。
5.根据权利要求1所述的具有温度和应力传感功能的光缆，其特征在于：所述阻燃外护套为低烟无卤阻燃护层外护套。
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| CN201621268758.4U CN206161940U (zh) | 2016-11-22 | 2016-11-22 | 一种具有温度和应力传感功能的光缆 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107942456A (zh) * | 2018-01-12 | 2018-04-20 | 北京交通大学 | 一种用于工程结构物裂隙监测的传感光缆 |
| CN108037572A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-05-15 | 苏州专创光电科技有限公司 | 一种具有温度和应力传感功能的光缆 |
| CN110501790A (zh) * | 2018-05-17 | 2019-11-26 | 武汉通西域光电科技有限公司 | 一种磁性光纤光缆 |
| CN113959629A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-21 | 重庆泰山电缆有限公司 | 应力应变测温缆及其制作方法 |
| CN114815109A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-07-29 | 江苏亨通光电股份有限公司 | 一种B2ca级大芯数层绞式阻燃气吹微缆及其制备方法 |
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