CN207882535U - 一种复合光缆及其传感检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光缆技术领域，公开了一种复合光缆及其传感检测系统，该复合光缆包括光纤组件，所述光纤组件包括至少一个通信光纤和至少一个传感光纤，所述通信光纤用于通信，所述传感光纤用于传输检测信号；所述光纤组件的外部依次包覆有用于防水的阻水材料、用于增强抗拉性和抗压性的第一加强材料、钢塑复合带和外护套。本实用新型解决现有的光缆中只能满足通信需要，不能满足光缆传感的需求的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及光缆技术领域，尤其涉及一种复合光缆及其传感检测系统。
背景技术
目前，传统的光纤检测系统多采用普通通信光缆作为传感光缆，此种光缆主要应用于通信，在设计之初，并考虑到在传感方面的应用。
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。目前，光纤传感监测方法比较适宜应用于管道的安全预警与泄漏监测。
地下管线安全预警与泄漏检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，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，没有考虑到在传感方面的应用。
而传感光缆则要求让外部的某一个或某几个光纤对传感信息灵敏，对外界应力越灵敏越好，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，其震动频率达到超声波范围(甚至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。
在长距离管线监测系统中如果选用普通的通信光缆，则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，上述监测系统有可能达不到设计要求，甚至无法探测管道泄漏事件。
为此，亟需设计一种光缆，既能够保证传感之用，又能够满足通信的需要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种复合光缆及其传感检测系统，用于解决现有的光缆中只能满足通信需要，不能满足光缆传感的需求的问题。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
提供一种复合光缆，包括光纤组件，所述光纤组件包括至少一个通信光纤和至少一个传感光纤，所述通信光纤用于通信，所述传感光纤用于传输检测信号；所述光纤组件的外部依次包覆有用于防水的阻水材料、用于增强抗拉性和抗压性的第一加强材料、钢塑复合带和外护套。
优选地，所述通信光纤包括若干紧包光纤，及包覆于所述紧包光纤外部用于增强所述紧包光纤抗拉性和抗压性的第二加强材料，以及在所述紧包光纤外部包覆的内护套。
优选地，所述传感光纤包括若干着色光纤，纤膏及松套管，所述纤膏填充于所述着色光纤和所述松套管之间。
优选地，所述阻水材料为阻水带。
优选地，所述第一加强材料由阻水玻璃纱制成。
优选地，还包括加强芯和阻水纱，所述加强芯设置于所述光纤组件的中心，所述阻水纱设置于所述光纤组件和所述阻水材料之间。
优选地，所述外护套由高密度聚乙烯材料制成。
优选地，所述第二加强材料由芳纶或阻水芳纶制成，所述内护套由低烟无卤材料制成。
优选地，所述松套管由PBT材料制成。
本实用新型中还提供了一种传感检测系统，包括控制单元和所述的复合光缆，所述复合光缆内的所述传感光纤的两端连接于所述控制单元，所述控制单元用于向所述传感光纤发送检测信号，并接收和处理所述传感光纤的反馈信号。
本实用新型的有益效果：本实用新型中通过设置通信光纤和传感光纤形成复合光缆，上述复合光缆在满足通信的要求同时，还能够满足传感的要求；
在通信光纤和传感光纤外部设置阻水材料能够使复合光缆整体满足防水性要求，在阻水材料外设置第一加强材料能够使复合光缆满足抗拉性和抗压性的要求；此外在第一加强材料外包覆钢塑复合带，能够使复合光缆能整体结构强度性能提高，抗压性进一步的增强，同时，还能够防止外护套遭到破坏后，起到保护内部光纤的作用。
附图说明
图1是本实用新型的复合光缆的横截面结构示意图。
图中：
1、通信光纤；11、紧包光纤；12、第二加强材料；13、内护套；
2、传感光纤；21、着色光纤；22、纤膏；23、松套管；
3、阻水材料；
4、第一加强材料；
5、钢塑复合带；
6、外护套；
7、加强芯；
8、阻水纱。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
本实施例中提供了一种复合光缆，主要应用于管道安全预警和泄露检测中，通信光缆主要用于通信，而复合光缆主要用于传输检测信号。通过对传感光纤传输的信号进行接收、分析、检测，从而达到检测管道内出现问题的位置的目的。
如图1所示，本实施例中提供一种复合光缆，该复合光缆包括光纤组件，光纤组件是由三个通信光纤1和一个传感光纤2组成，其中，通信光纤1用于通信，传感光纤2用于传输检测信号；光纤组件的外部依次包覆有用于防水的阻水材料3、用于增强抗拉性和抗压性的第一加强材料4、钢塑复合带5和外护套6。
其中，通信光纤1包括若干紧包光纤11，及依次包覆于紧包光纤11外部的第二加强材料12和内护套13。传感光纤2包括在内部设置的若干着色光纤21，纤膏22及松套管23，纤膏22填充于着色光纤21和松套管23之间。
优选地，外护套6由高密度聚乙烯材料制成。外护套6还可以由高弹性的TPEE热塑性聚酯弹性体制成，确保在使用小尺寸接头盒时，使外护套6的性能保持良好。
设置上述钢塑复合带5是通过纵包卷制的形式包覆在第一加强材料4的外侧，设置刚塑复合带5的目的是防止外护套6出现破坏时，刚塑复合带5能够保护内部的光纤不被继续破坏；同时，能够增加光缆的整体刚度和硬度，使光缆抗压性能提高；当外护套6被破坏后，刚塑复合带5还能够起到纵向防水的作用。优选的，上述第一加强材料4由阻水玻璃纱制成。第一加强材料4还可以由玻璃纱制成。设置第一加强材料4的目的是为了增强光缆的抗拉性能，同时也能够增加光缆的抗压性能。
上述的传感光纤2为松包型光纤，目的是为了使传感光纤2的松套管23内部可以设置多个着色光纤21，相比相同根数的紧包光纤11，使光缆的整体结构紧凑，体积减小，重量减轻。
优选地，阻水材料3为阻水带。设置阻水带的目的是为了使光缆能够防水，上述光缆多应用于野外的环境中较多，设置阻水材料3能够防止外界的水汽或潮气进入光缆内部，影响内部的光纤的光学性能，即光纤的传输性能。
此外，本实施例中的复合光缆还包括加强芯7和阻水纱8，加强芯7数量为一根，阻水纱8的数量为三根，其中，加强芯7设置于光纤组件的中心，即如图1所示，设置在传感光纤2和通信光纤1之间的中心位置，阻水纱8设置于光纤组件和阻水材料3之间，即阻水纱8设置于通信光纤1、传感光纤2和阻水带之间。设置加强芯7可以增强复合光缆整体的抗拉性能，设置阻水纱8能够使阻水材料3和通信光纤1、传感光纤2之间的空隙被阻水纱8填满，使得复合光缆整体满足渗水要求。
优选地，第二加强材料12为芳纶或阻水芳纶，内护套13由低烟无卤材料制成。第二加强材料12为芳纶或阻水芳纶的目的是能够使光缆整体具有合适的抗拉性能。
优选地，松套管23由PBT材料制成，PBT材料是聚对苯二甲酸丁二醇酯材料。
本实施例中的上述复合光缆中的通信光纤1和传感光纤2的数量可以根据实际情况确定。
本实施例中还提供了一种传感检测系统，包括复合光缆和控制单元，复合光缆内的传感光纤2的两端连接于控制单元，控制单元用于向传感光纤2发送检测信号，并接收和处理传感光纤2的反馈信号。具体地，在本实施例中的控制单元包括信号发射器和信号检测器，光纤的一端连接于信号发射器，光纤的另一端连接于信号检测器，信号发射器向传感光纤2的一端发射检测信号，上述检测信号在传感光纤2内部传输，信号检测器会实时地接收传感光纤2内部传输到另一端的检测信号。例如上述复合光缆应用于管道检测中，当管道内出现故障或者破损时，信号检测器接收到的检测信号会出现不同，检测器根据接收到的检测信号分析后可以判断出管道出现故障的具体位置。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合光缆，其特征在于，包括光纤组件，所述光纤组件包括至少一个通信光纤(1)和至少一个传感光纤(2)，所述通信光纤(1)用于通信，所述传感光纤(2)用于传输检测信号；所述光纤组件的外部依次包覆有用于防水的阻水材料(3)、用于增强抗拉性和抗压性的第一加强材料(4)、钢塑复合带(5)和外护套(6)。
2.根据权利要求1所述的复合光缆，其特征在于，所述通信光纤(1)包括若干紧包光纤(11)，及包覆于所述紧包光纤(11)外部用于增强所述紧包光纤(11)抗拉性和抗压性的第二加强材料(12)，以及在所述紧包光纤(11)外部包覆的内护套(13)。
3.根据权利要求1所述的复合光缆，其特征在于，所述传感光纤(2)包括若干着色光纤(21)，纤膏(22)及松套管(23)，所述纤膏(22)填充于所述着色光纤(21)和所述松套管(23)之间。
4.根据权利要求1所述的复合光缆，其特征在于，所述阻水材料(3)为阻水带。
5.根据权利要求1所述的复合光缆，其特征在于，所述第一加强材料(4)由阻水玻璃纱制成。
6.根据权利要求1所述的复合光缆，其特征在于，还包括加强芯(7)和阻水纱(8)，所述加强芯(7)设置于所述光纤组件的中心，所述阻水纱(8)设置于所述光纤组件和所述阻水材料(3)之间。
7.根据权利要求1所述的复合光缆，其特征在于，所述外护套(6)由高密度聚乙烯材料制成。
8.根据权利要求2所述的复合光缆，其特征在于，所述第二加强材料(12)由芳纶或阻水芳纶制成，所述内护套(13)由低烟无卤材料制成。
9.根据权利要求3所述的复合光缆，其特征在于，所述松套管(23)由PBT材料制成。
10.一种传感检测系统，其特征在于，包括控制单元和权利要求1-9任一所述的复合光缆，所述复合光缆内的所述传感光纤(2)的两端连接于所述控制单元，所述控制单元用于向传感光纤(2)发送检测信号，并接收和处理所述传感光纤(2)的反馈信号。
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