CN207424326U - 用于地下管线安防和通信的传感通信复合光缆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于地下管线安防和通信的传感通信复合光缆，包括护套和安置在护套内的缆芯，其中，所述缆芯包括：位于中心的用于通信的通信光纤；均匀绞缠于通信光纤外周的用于传感的多个传感光纤；填充在通信光纤、传感光纤和护套之间的空隙里的缆膏。本实用新型的传感通信复合光缆，其既能保证传感要求，又能够满足通信要求，且传感与通信性能稳定，适用于地下管线中。
Description
技术领域
本实用新型涉及光缆技术领域，尤其涉及一种用于地下管线安防和通信的传感通信复合光缆。
背景技术
管道在长期运行过程中,由于受到腐蚀、地理和气候变化、管道周围施工以及人为破坏等因素的影响,管道泄漏时有发生。管道泄漏不仅会造成重大经济损失和环境污染,而且还可能给人们的生命财产和生存环境将造成巨大的威胁。因此对管道沿线所发生的危及管道安全的事件及时发现和定位具有重要的现实意义。目前，对于油气管道安全监测通常有多种技术手段，即：卫星监测、无人机监测、人工巡检、压力监测和光纤传感监测等，这些方法有各自的特点。目前，上述技术手段中光纤传感监测比较适宜应用于管道的安全预警与泄漏监测。
地下管线的安全预警与泄漏探测是一项十分复杂而艰巨的任务，根据以往经验，除了光纤传感监控主机要具有优良的性能以外，传感光缆是整个探测系统中关键部件之一，它的选型对管道安全预警与泄漏监测系统起着重要作用。
通常情况下，管道附近都埋设有通信光缆，这种光缆的用途主要用于通信与设备工作状态信息传递。常规的通信光缆设计时的基本原则是使光纤同外部影响(温度、外力、振动、湿潮环境等)隔离，特别是应力隔离，因而存在一个“应力应变窗口”，即光缆在一定的应变范围内其中的光纤不受到应力从而不发生应变，希望外界应力对光缆的影响越小越好。
目前，光纤传感监测系统多采用普通通信光缆作为传感光缆，这种光缆的设计初衷首要目的是为了通信，没有考虑到传感应用；传感光缆则要求让外部的某一个或某几个被传感信息灵敏，对外界应力越敏灵越好，并实时地传递给缆内的光纤，与通信光缆的设计初衷相反，显然，常规通信光缆用于分布式传感系统不是十分理想。
管线安防监控系统对分布式光纤传感器有特殊要求，特别是当管道泄漏后，管内介质与管道漏孔壁会产生摩擦，在管壁激发出应力波(即泄漏声发射信号)，使管道产生震动，而且还会有部分声波在空气中传播，这两部分共同作用到管道附近的光纤上，其震动频率可达到超声波范围(100KHz以上)，使光纤的长度和折射率都发生微弱变化，导致光纤中传播的导光相位被调制，这对光纤传感器频响带宽性能提出严峻挑战。
现有技术中，长距离管线监测系统中大多采用通信光缆作为传感光缆，使得监控主机的性能不能充分发挥出来，在某些复杂环境和条件下，系统性能有可能达不到设计要求，甚至无法探测管道泄漏事件。有时虽然能够报警，但会出现无法确定入侵或泄漏事件位置；有时还有可能出现随季节变化系统性能不稳定，甚至会出现系统不能定位的严重问题。
为此，研发设计一款专用光缆，既能保证传感之用，又能够满足通信之目的，成为通讯领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种用于地下管线安防和通信的传感通信复合光缆，其既能保证传感要求，又能够满足通信要求，且传感与通信性能稳定，适用于地下管线中。
为实现本实用新型的上述目的，本实用新型的用于地下管线安防和通信的传感通信复合光缆，包括护套和安置在护套内的缆芯，其中，所述缆芯包括：位于中心的用于通信的通信光纤；均匀绞缠于通信光纤外周的用于传感的多个传感光纤；填充在通信光纤、传感光纤和护套之间的空隙里的缆膏。
其中，所述传感光纤包括：紧套光纤；包覆在紧套光纤外的增强层；包覆在增强层外的子缆护套；其中，所述紧套光纤包括至少一个具有涂层的纤芯以及包覆在具有涂层的纤芯外的紧包材料层。
优选的，所述紧包材料层由热塑性弹性体制成。
优选的，所述增强层由芳纶制成。
进一步的，还包括设置在所述通信光纤外周且间隔安置在相邻传感光纤之间的多个填充绳。
优选的，所述通信光纤包括：束管；安置在束管内且呈圆周分布的多个纤芯；填充在束管与多个纤芯之间的纤膏；其中，所述束管为由不锈钢材料制成的束管。
优选的，所述护套包括：包覆在缆膏外周的阻水带；包覆在阻水带外周的玻璃纱层；包覆在玻璃纱层外壁的钢带；包覆在钢带外壁的外护套。
与现有技术相比，本实用新型的用于地下管线安防和通信的传感通信复合光缆具有如下优点：
1、本实用新型实施例的复合光缆，既能保证传感之用，又能够满足通信之目的，兼具通信和传感的双重作用，满足地下管线安防和通信的要求。
2、本实用新型实施例的复合光缆，其缆芯包括用于通信的通信光纤，该通信光纤设置于缆芯的中心，被约束在束管中，周围被传感光纤围绕，且束管外附有纤膏，从而使通信光纤对外界的应力感应相对较低，符合通信要求。
3、本实用新型实施例的复合光缆，其缆芯包括用于传感的传感光纤，该传感光纤均匀绞缠于通信光纤外周，直接与护套接触，因此，传感光纤对外界应力和震动感应非常敏感，符合传感要求。
4、本实用新型实施例的复合光缆，传感光纤围绕通信光纤均匀放置，且与填充在传感光纤、通信光纤和护套之间的缆膏相容性良好，从而保证形成的复合光缆的质量长期稳定，使用寿命长。
下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1是本实用新型实施例的用于地下管线安防和通信的传感通信复合光缆的横截面剖视图；
图2是本实用新型实施例的紧套光纤的剖视图。
具体实施方式
如图1所示，为本实用新型实施例提供的用于地下管线安防和通信的传感通信复合光缆的横截面剖视图，由图可知，本实用新型的传感通信复合光缆包括护套和安置在护套内的缆芯，其中，缆芯包括：位于中心的用于通信的通信光纤；均匀绞缠于通信光纤外周的用于传感的多个传感光纤；填充在通信光纤、传感光纤和护套之间的空隙里的缆膏。
具体的，本实施例缆芯的中心是用于实现通信功能的通信光纤，该通信光纤包括：束管10；安置在束管10内且呈圆周分布的多个纤芯12；填充在束管10与多个纤芯12之间的纤膏11；优选的，束管10为由不锈钢材料制成的束管。
与现有技术中的通信光纤采用由非金属材料制成的束管相比，由于本实施例的束管由不锈钢材料制成，因此，抗拉强度更高，可以加强通信光纤的强度，另外，本实施例的通信光纤设置于缆芯的中心，被约束在不锈钢束管中，周围被传感光纤围绕，并且在束管外、护套内的所有空隙内均填充有纤膏，从而使本实施例的通信光纤对外界的应力感应相对较低，通信性能稳定，符合通信要求。
其中，本实施例缆芯还在通信光纤周围均匀分布多个传感光纤，传感光纤包括：紧套光纤3；包覆在紧套光纤3外的增强层2，优选的，增强层2由芳纶材料制成；包覆在增强层2外的子缆护套1。其中，紧套光纤3包括至少一个具有涂层的纤芯以及包覆在具有涂层的纤芯外的紧包材料层。
优选的，本实施例的紧套光纤3采用如图2所示的结构，为具有双芯的紧套光纤3，其包括：并排安置的一对纤芯13，在每个纤芯13外包覆一层涂层14，包覆在一对其外具有涂层的纤芯13外的紧包材料层14，该紧包材料层由热塑性弹性体制成，如热塑性弹性体TPE制成，由紧包材料层14紧包纤芯13之后收缩小，满足地下管道使用中的环境温度要求。
本实施例的传感光纤均匀绞缠于通信光纤外周，且与护套间的所有间隙被缆膏填充，传感光纤与缆膏具有良好的相容性，可以保证本实施例的复合光缆质量长期稳定，另外，本实施例的传感光纤直接与护套接触，使得传感光纤对外界应力和震动的感应非常敏感，可以及时探测管道泄漏或入侵事件，性能稳定，符合传感要求。
需要说明的是，根据通信光纤周围设置的传感光纤的数量，确定缆芯的结构。若在通信光纤周围设置的传感光纤的数量较多，可以将通信光纤包围住，如采用六个以上的传感光纤，且六个传感光纤两两外缘相接的将通信光纤包围，则无需在相邻传感光纤之间设置其它元件如填充绳；否则，则需在通信光纤外周的空间内设置多个填充绳4，每个填充绳4间隔安置在相邻的两个传感光纤之间，如图1所示，若采用三个传感光纤，则在相邻的一对传感光纤之间设置一个填充绳4，即，采用三个填充绳4将相邻两个传感光纤隔开。
其中，本实施例的护套包括：包覆在缆膏外周的阻水带9；包覆在阻水带9外周的玻璃纱层8；包覆在玻璃纱层外壁的涂塑钢带7；包覆在涂塑钢带7外壁的外护套6。护套的阻水带、外护套可由现有技术的材料制成。
与现有技术相比，本实用新型的用于地下管线安防和通信的传感通信复合光缆具有如下优点：
1、本实用新型实施例的复合光缆，缆芯包括通信光纤和传感光纤，既能保证传感之用，又能够满足通信之目的，兼具通信和传感的双重作用，满足地下管线安防和通信的要求。
2、本实用新型实施例的复合光缆，其缆芯包括用于通信的通信光纤，该通信光纤设置于缆芯的中心，被约束在束管中，周围被传感光纤围绕，且束管外附有纤膏，从而使通信光纤对外界的应力感应相对较低，符合通信要求。
3、本实用新型实施例的复合光缆，其缆芯包括用于传感的传感光纤，该传感光纤均匀绞缠于通信光纤外周，直接与护套接触，因此，传感光纤对外界应力和震动感应非常敏感，对震动频响感应范围非常宽，光纤衰减值小，符合传感要求。
4、本实用新型实施例的复合光缆，传感光纤围绕通信光纤均匀放置，且与填充在传感光纤、通信光纤和护套之间的缆膏相容性良好，从而保证形成的复合光缆的质量长期稳定，且具备防鼠咬和防静电功能。
5、本实用新型实施例的复合光缆，其中心部位的束管采用不锈钢材质，除具有保护通信光纤的作用外，还起到中心加强筋的作用，具有较强的抗拉能力，使用寿命长，满足实际工程需要。
尽管上文对本实用新型作了详细说明，但本实用新型不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本实用新型的原理进行修改，因此，凡按照本实用新型的原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于地下管线安防和通信的传感通信复合光缆，包括护套和安置在护套内的缆芯，其特征在于，所述缆芯包括：
位于中心的用于通信的通信光纤；
均匀绞缠于通信光纤外周的用于传感的多个传感光纤；
填充在通信光纤、传感光纤和护套之间的空隙里的缆膏。
2.根据权利要求1所述的传感通信复合光缆，其特征在于，所述传感光纤包括：
紧套光纤；
包覆在紧套光纤外的增强层；
包覆在增强层外的子缆护套；
其中，所述紧套光纤包括至少一个具有涂层的纤芯以及包覆在具有涂层的纤芯外的紧包材料层。
3.根据权利要求1或2所述的传感通信复合光缆，其特征在于，还包括设置在所述通信光纤外周且间隔安置在相邻传感光纤之间的多个填充绳。
4.根据权利要求1所述的传感通信复合光缆，其特征在于，所述通信光纤包括：
束管；
安置在束管内且呈圆周分布的多个纤芯；
填充在束管与多个纤芯之间的纤膏；
其中，所述束管为由不锈钢材料制成的束管。
5.根据权利要求1所述的传感通信复合光缆，其特征在于，所述护套包括：
包覆在缆膏外周的阻水带；
包覆在阻水带外周的玻璃纱层；
包覆在玻璃纱层外壁的钢带；
包覆在钢带外壁的外护套。
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| EP4024106A1 (en) | 2020-12-31 | 2022-07-06 | Prysmian S.p.A. | Multisensing optical fiber cable |
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