CN209297778U - 用于煤矿监测的光纤传感复合电缆 - Google Patents

用于煤矿监测的光纤传感复合电缆 Download PDF

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李佳东
毛文沛
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Abstract

本实用新型属于光缆、电缆技术领域，涉及用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，所述矿物绝缘电缆单元包括电缆不锈钢管、位于电缆不锈钢管内的多根铜导体及填充在铜导体间、铜导体与电缆不锈钢管间的氧化镁矿物绝缘体；所述光纤传感单元包括光纤不锈钢管，在所述光纤不锈钢管内设有光纤及光纤光栅，在光纤、光纤光栅及光纤不锈钢管间填充有纤膏；本实用新型复合电缆中集成了矿物绝缘电缆单元和光纤传感单元，矿物绝缘电缆单元作为供电电缆，光纤传感单元中除了普通光纤还增加了光纤光栅，用来检测应力应变和温度，同时电缆采用了不锈钢护套、金属防护层及钢丝绳，使复合电缆具有抗拉力大、抗压性能好、耐化学腐蚀性好等特点，使用安全可靠。

Description

用于煤矿监测的光纤传感复合电缆
技术领域
本实用新型涉及光纤复合电缆，具体地说是一种用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，属于光缆、电缆技术领域。
背景技术
煤矿的坑道中通常含有丰富的可燃性气体和有害气体，如甲烷、一氧化炭等混合气体，对这些气体含量以及温度的测量，是行业长期关注的事情，为此需要定点布放用于检测多种气体的气体测量装置；由于坑道中复杂地形，受地势沉降、矿物掉落、潮湿等影响，煤矿常用的温度、应力应变检测的光纤传感器采用普通光缆结构，煤矿常用的用于给气体测量装置供电线路通常采用普通的电缆结构，并分别采用钢丝或钢带铠装防护，很容易出现损伤，导致监测线路及设施失效。为此，提供更可靠的光电传感器、供电线路，成为行业需要的解决的问题。
为克服煤矿监测用光电传感及供电线路的上述技术问题，解决安全、可靠的温度、应力应变和气体的测量和数据传输，本文提供一种新型煤矿监测用光纤传感复合电缆。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，该复合电缆中集成了矿物绝缘电缆单元和光纤传感单元，矿物绝缘电缆单元作为供电电缆，光纤传感单元中除了普通光纤还增加了光纤光栅，用来检测应力应变和温度，同时采用了不锈钢护套、金属防护层及钢丝绳，使复合电缆具有抗拉力大、抗压性能好、耐化学腐蚀性好等特点，使用安全可靠。
为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是：用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，包括位于复合电缆中心的矿物绝缘电缆单元、光纤传感单元、钢丝绳，其特征在于，所述矿物绝缘电缆单元包括电缆不锈钢管、位于电缆不锈钢管内的多根铜导体及填充在铜导体间、铜导体与电缆不锈钢管间的氧化镁矿物绝缘体；所述光纤传感单元包括光纤不锈钢管，在所述光纤不锈钢管内设有光纤及光纤光栅，在光纤、光纤光栅及光纤不锈钢管间填充有纤膏。
进一步地，还包括金属防护层和外护套，所述矿物绝缘电缆单元、光纤传感单元及钢丝绳被金属防护层包裹在一起，在所述金属防护层外还包覆有外护套。
进一步地，所述金属防护层由钢丝编织或/和钢带铠装而成。
进一步地，所述外护套包括阻燃的聚烯烃护套或聚氯乙烯护套或橡胶护套。
进一步地，所述矿物绝缘电缆单元、光纤传感单元及钢丝绳间采用平行放置方式或胶合方式。
进一步地，所述铜导体的数量为2至4根。
进一步地，所述光纤包括单模光纤或多模光纤，且光纤的数量至少为一根。
进一步地，所述光纤光栅至少为一根。
进一步地，所述钢丝绳至少为一根，且每根钢丝绳由多根细钢丝绞合而成。
本实用新型具有以下优点：
1）本实用新型的光纤传感复合电缆是集供电、应力应变/温度检测和数据通讯于一体的复合电缆，其中的矿物绝缘电缆单元用于给煤矿中定点布放的气体检测装置供电，主要通过矿物绝缘电缆单元内的铜导体实现；其中的光纤传感单元中增加了用于检测电缆应力应变和电缆所处环境温度的光纤光栅，并将检测的数据传送给远程控制台，光纤用于将气体检测装置检测的数据传送给远程控制台；
2）本实用新型的光纤、光纤光栅和铜导体外均有不锈钢管保护，加之金属防护层，使得供电、光纤传感的功能部件得到很好的横向保护；光纤传感复合电缆内采用钢丝绳提供了优良的抗拉力；这种结构具有优良的防护能力，适合在坑道中复杂地形并且易发生地势沉降、矿物掉落以及潮湿环境中，特别是深坑道中的敷设和应用；
3）本实用新型的用于煤矿监测光纤传感复合电缆，具有光纤光栅传感、光纤通信和供电的功能，并有横向抗压力大、纵向抗拉力大等优点，使用安全和可靠，综合应用成本较低，适合工业化推广应用，具有产业上较高的利用价值。
附图说明
图1为本实用新型的实施例一新型煤矿监测用光纤传感复合电缆结构示意图。
图2为本实用新型的实施例二新型煤矿监测用光纤传感复合电缆结构示意图。
附图标记说明：1-矿物绝缘电缆单元、11-电缆不锈钢管、12-铜导体、13-氧化镁矿物绝缘体、2-光纤传感单元、21-光纤不锈钢管、22-光纤、23-光纤光栅、24-纤膏、3-钢丝绳、4-金属防护层、5-外护套。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例一，如图1所示；
本实施例中提出的用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，包括：矿物绝缘电缆单元1、光纤传感单元2、钢丝绳3、金属防护层4、外护套5；
本实施例中的钢丝绳3为两根，每根由多根细钢丝绞合而成，所述金属防护层4由钢丝编织而成；所述外护套5的材料为阻燃的聚氯乙烯护套；两根钢丝绳3分别位于矿物绝缘电缆单元1、光纤传感单元2两侧，所述矿物绝缘电缆单元1、光纤传感单元2、钢丝绳3间采用平行放置方式；
所述矿物绝缘电缆单元1包括电缆不锈钢管11，在电缆不锈钢管11内设有两根铜导体12，且铜导体12沿电缆不锈钢管11轴向设置，铜导体12之间、铜导体12与电缆不锈钢管11之间保持有间隔距离，在电缆不锈钢管11内的间隙填充氧化镁矿物绝缘体13；
所述光纤传感单元2包括光纤不锈钢管21，在光纤不锈钢管21内设置有3根单模光纤22、1根光纤光栅23，在单模光纤22、光纤光栅23及光纤不锈钢管21间均填充有纤膏24。
实施例二，如图2所示；
本实施例中提出的用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，包括：矿物绝缘电缆单元1、光纤传感单元2、钢丝绳3、金属防护层4、外护套5；
本实施例中的钢丝绳3为一根，且由多根细钢丝绞合而成，所述金属防护层4由钢带铠装而成；所述外护套5的材料为阻燃的聚烯烃护套；所述矿物绝缘电缆单元1、光纤传感单元2、钢丝绳3间采用绞合方式缠绕在一起；
所述矿物绝缘电缆单元1包括电缆不锈钢管11，在电缆不锈钢管11内设有两根铜导体12，且铜导体12沿电缆不锈钢管11轴向设置，铜导体12之间、铜导体12与电缆不锈钢管11之间保持有间隔距离，在电缆不锈钢管11内的间隙填充氧化镁矿物绝缘体13；
所述光纤传感单元2包括光纤不锈钢管21，在光纤不锈钢管21内设置有四根多模光纤22、两根光纤光栅23，在多模光纤22、光纤光栅23及光纤不锈钢管21间均填充有纤膏24。
本实用新型的特点在于，本实用新型的光纤传感复合电缆是集供电、应力应变/温度检测和数据通讯于一体的复合电缆，其中的矿物绝缘电缆单元1用于给煤矿中定点布放的气体检测装置供电，主要通过矿物绝缘电缆单元1内的铜导体12实现；其中的光纤传感单元2中增加了用于检测电缆应力应变和电缆所处环境温度的光纤光栅23，并将检测的数据传送给远程控制台，光纤22用于将气体检测装置检测的数据传送给远程控制台；
同时光纤22、光纤光栅23和铜导体12外均有不锈钢管保护，加之金属防护层4，使得供电、光纤传感的功能部件得到很好的横向保护；光纤传感复合电缆内采用钢丝绳3提供了优良的抗拉力；这种结构具有优良的防护能力，适合在坑道中复杂地形并且易发生地势沉降、矿物掉落以及潮湿环境中，特别是深坑道中的敷设和应用；
因此，本实用新型的用于煤矿监测光纤传感复合电缆，具有光纤光栅传感、光纤通信和供电的功能，并有横向抗压力大、纵向抗拉力大等优点，使用安全和可靠，综合应用成本较低，适合工业化推广应用，具有产业上较高的利用价值。
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，包括位于复合电缆中心的矿物绝缘电缆单元（1）、光纤传感单元（2）、钢丝绳（3），其特征在于，所述矿物绝缘电缆单元（1）包括电缆不锈钢管（11）、位于电缆不锈钢管（11）内的多根铜导体（12）及填充在铜导体（12）间、铜导体（12）与电缆不锈钢管（11）间的氧化镁矿物绝缘体（13）；所述光纤传感单元（2）包括光纤不锈钢管（21），在所述光纤不锈钢管（21）内设有光纤（22）及光纤光栅（23），在光纤（22）、光纤光栅（23）及光纤不锈钢管（21）间填充有纤膏（24）。
2.如权利要求1所述的用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，其特征在于，还包括金属防护层（4）和外护套（5），所述矿物绝缘电缆单元（1）、光纤传感单元（2）及钢丝绳（3）被金属防护层（4）包裹在一起，在所述金属防护层（4）外还包履有外护套（5）。
3.如权利要求2所述的用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，其特征在于，所述金属防护层（4）由钢丝编织或/和钢带铠装而成。
4.如权利要求2所述的用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，其特征在于，所述外护套（5）包括阻燃的聚烯烃护套、聚氯乙烯护套或橡胶护套。
5.如权利要求1所述的用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，其特征在于，所述矿物绝缘电缆单元（1）、光纤传感单元（2）及钢丝绳（3）间采用平行放置方式或胶合方式。
6.如权利要求1所述的用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，其特征在于，所述铜导体（12）的数量为2至4根。
7.如权利要求1所述的用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，其特征在于，所述光纤（22）包括单模光纤或多模光纤，且光纤（22）的数量至少为一根。
8.如权利要求1所述的用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，其特征在于，所述光纤光栅（23）至少为一根。
9.如权利要求1所述的用于煤矿监测的光纤传感复合电缆，其特征在于，所述钢丝绳（3）至少为一根，且每根钢丝绳（3）由多根细钢丝绞合而成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111736284A (zh) * 2020-07-27 2020-10-02 中煤科工集团重庆研究院有限公司 一种矿用光电混装线缆及其隔爆线缆引入装置

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