CN218156025U - 一种缆芯套管变形的检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种缆芯套管变形的检测系统，包括密封容器、空气压缩机、光纤光栅应变传感器、光纤光栅解调仪和监测主机，密封容器具有放置缆芯的收容空间，所述收容空间内设有加热装置，所述空气压缩机通过管路连通所述密封容器，所述光纤光栅应变传感器用于缠绕于所述密封容器内的缆芯上，所述光纤光栅解调仪与所述光纤光栅应变传感器相连，所述监测主机与所述光纤光栅解调仪相连接。利用本申请提供的检测系统，不仅可以检测套管是否变形，进而降低光缆因套管变形造成的剥皮、退缆重绞生产成本，为进一步减小套管壁厚降低了制造成本。而且可以避免因扎纱张力过大或外力挤压，导致光纤衰减超标，进而影响套管中光纤的传输性能甚至会造成断纤隐患。

Description

一种缆芯套管变形的检测系统

技术领域

本申请涉及光纤光缆技术领域，特别涉及一种缆芯套管变形的检测系统。

背景技术

随着光纤通信事业的高速发展，信息需求量的剧增，对传统光纤光缆的传输功率要求越来越高。不仅如此，光纤光缆行业在不断压缩成本的前提下，松套管壁厚不断降低，光缆中套管变形问题变得越来越凸显，其作为光缆生产制造的痛点问题而受到关注。

据了解，在施工过程中，当光缆存在各种各样的光缆套管变形时，外力作用会导致光缆的传输性能受影响，甚至会造成断纤隐患。另外目前制造环节对套管变形的风险预防不够，大大浪费人力和质量成本，生产过程带来的不确定性一定程度上增加生产制造成本，已造成严重的经济损失和施工进度迟缓。

虽然套管的变形造成的事故鲜有报道，但其事故率一直居饱受诟病，经常需要人员进行检查和维修，成为制约光缆正常使用的关键因素和极大的质量隐患。

与此同时，为了适应现代社会对信息化的需求，光纤光缆日趋多样化、大芯数化，套管变形监测越来越受到生产制造环节的重视。

因此，套管变形的控制系统成为生产的重要组成部分。通过调查和研究，发现发生松套管变形有着共同的特点，大多数情况下，由于扎纱张力过大或扎纱热回缩性能较高以及套管间相互挤压等原因，松套管变形不可避免地会发生，具体的损伤形式可以分为套管扎瘪和挤瘪，极易造成重大事故。因此，采取有效的监测手段，对松套管变形的程度进行监测、评定和跟踪，显得尤为重要。

发明内容

本申请实施例提供一种缆芯套管变形的检测系统，可以检测套管是否变形。

本申请实施例提供了一种缆芯套管变形的检测系统，其包括：

密封容器，所述密封容器具有用于放置缆芯的收容空间，所述收容空间内设有加热装置；

空气压缩机，所述空气压缩机通过管路连通所述密封容器；

光纤光栅应变传感器，所述光纤光栅应变传感器用于缠绕于所述密封容器内的缆芯上；

光纤光栅解调仪，所述光纤光栅解调仪与所述光纤光栅应变传感器相连；

监测主机，所述监测主机与所述光纤光栅解调仪相连接。

首先，将光纤光栅中心波长变化量与套管的变形量进行标定，得到中心波长变化量-套管变形量的标准曲线，拟合得到标准曲线方程，标准曲线方程可以存储在监测主机上，以供监测主机调用。

其次，光纤光栅应变传感器对缆芯上的多个位置进行检测，并向光纤光栅解调仪发送光信号，光纤光栅解调仪对各个位置的光信号进行解调，分析出各个位置的光纤光栅中心波长变化量，然后将光纤光栅中心波长变化量以数字信号传输至监测主机。

最后，监测主机结合光纤光栅中心波长变化量与标准曲线方程，计算出各个位置处套管的变形量，并一一与安全阈值进行对比，当至少有一个变形量超出安全阈值，则说明套管发生变形，需要调整扎纱张力。

因此，利用本申请提供的检测系统，不仅可以检测套管是否变形，进而降低光缆因套管变形造成的剥皮、退缆重绞生产成本，为进一步减小套管壁厚降低了制造成本。而且可以避免因扎纱张力过大或外力挤压，导致光纤衰减超标，进而影响套管中光纤的传输性能甚至会造成断纤隐患。

光缆在制造过程中，利用本申请提供的检测系统进行套管变形检测，由于是对半成品提前监控，故能够有效提高产品的合格率，提高生产效率，满足大容量信息需求量。

一些实施例中，所述监测主机还连接有报警器。

一些实施例中，所述监测主机还连接有显示器。

一些实施例中，所述光纤光栅应变传感器螺旋缠绕于缆芯上。

一些实施例中，所述光纤光栅应变传感器的螺旋节距小于25mm。

一些实施例中，所述密封容器包括筒体以及可拆卸连接于所述筒体端部的端盖。

一些实施例中，所述端盖上设有通孔，所述通孔上设有与缆芯相适配的密封圈。

一些实施例中，所述检测系统还包括用于固定缆芯上纱线的固定件。

一些实施例中，所述固定件采用胶带。

一些实施例中，所述密封容器内还设有压力传感器和温度传感器，压力传感器、温度传感器、加热装置和空气压缩机均连接于监测主机。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

利用本申请提供的检测系统，不仅可以检测套管是否变形，进而降低光缆因套管变形造成的剥皮、退缆重绞生产成本，为进一步减小套管壁厚降低了制造成本。而且可以避免因扎纱张力过大或外力挤压，导致光纤衰减超标，进而影响套管中光纤的传输性能甚至会造成断纤隐患。

光缆在制造过程中，利用本申请提供的检测系统进行套管变形检测，由于是对半成品提前监控，故能够有效提高产品的合格率，提高生产效率，满足大容量信息需求量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的缆芯套管变形的检测系统示意图；

图2为本申请实施例提供的光纤光栅应变传感器缠绕在套管时的示意图。

图中：1、密封容器；10、筒体；11、端盖；2、缆芯；20、套管；3、空气压缩机；30、管路；4、光纤光栅应变传感器；5、光纤光栅解调仪；6、监测主机；7、固定件；8、通信光纤。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种缆芯套管变形的检测系统，该检测系统包括密封容器1、空气压缩机3、光纤光栅应变传感器4、光纤光栅解调仪5和监测主机6，密封容器1具有用于放置缆芯2的收容空间，也就是说，密封容器1是用来放置缆芯2，其中，需要说明的是，缆芯2的长度可以小于密封容器1的长度，这样可以将缆芯2完全放置在密封容器1内，缆芯2的长度也可以大于密封容器1的长度，这样可以将缆芯2的两端伸出密封容器1，并做好缆芯2与密封容器1相接处的密封，而需要测试的那一部分位于密封容器1内，密封容器的形状可以是圆筒状，也可以是方筒状，其他的形状也是可行的，本申请对此不做严格限定。

密封容器1的收容空间内设有加热装置，利用加热装置，可以为缆芯2提供检测所需的温度环境；空气压缩机3通过管路30连通密封容器1，利用空气压缩机3，可以为缆芯2提供检测所需的工作气压，常规缆的气压在800N，微缆的气压在200N，其他缆的气压在200～800N之间。

光纤光栅应变传感器4用于缠绕于密封容器1内的缆芯2上，以对缆芯2上的多个位置进行检测；光纤光栅解调仪5通过通信光纤8与光纤光栅应变传感器4相连，监测主机6与光纤光栅解调仪5相连接，光纤光栅解调仪5将由应变引起的光纤光栅中心波长变化量解析后，发送给监测主机6，监测主机6根据光纤光栅中心波长变化量计算出套管20的变形量，并判断是否超出安全阈值。

本申请的原理如下：

首先，将光纤光栅中心波长变化量与套管20的变形量进行标定，得到中心波长变化量-套管变形量的标准曲线，拟合得到标准曲线方程，标准曲线方程可以存储在监测主机6上，以供监测主机6调用。

其次，光纤光栅应变传感器4对缆芯2上的多个位置进行检测，并向光纤光栅解调仪5发送光信号，光纤光栅解调仪5对各个位置的光信号进行解调，分析出各个位置的光纤光栅中心波长变化量，然后将光纤光栅中心波长变化量以数字信号传输至监测主机6。

最后，监测主机6结合光纤光栅中心波长变化量与标准曲线方程，计算出各个位置处套管20的变形量，并一一与安全阈值进行对比，当至少有一个变形量超出安全阈值，则说明套管20发生变形，需要调整扎纱张力。

可见，利用本申请提供的检测系统，不仅可以检测套管是否变形，进而降低光缆因套管变形造成的剥皮、退缆重绞生产成本，为进一步减小套管壁厚降低了制造成本。而且可以避免因扎纱张力过大或外力挤压，导致光纤衰减超标，进而影响套管中光纤的传输性能甚至会造成断纤隐患。

光缆在制造过程中，利用本申请提供的检测系统进行套管变形检测，由于是对半成品提前监控，故能够有效提高产品的合格率，提高生产效率，满足大容量信息需求量。

上述安全阈值可以根据实际检测需要进行设定，作为一个示例，比如可以将安全阈值设定为0.3mm。

在一些优选的实施方案中，监测主机6还连接有报警器，当超出安全阈值时，利用监测主机6控制报警器进行报警。

其中，报警器可以选择声音报警器、振动报警器和指示灯。

在一些优选的实施方案中，监测主机6还连接有显示器，监测主机6将套管20的形变量生成三维云图予以显示，以便于工作人员查看。

为了提高数据检测的准确性，光纤光栅应变传感器4螺旋缠绕于缆芯2上。具体地，光纤光栅应变传感器4沿着扎纱的路径进行螺旋缠绕。光纤光栅应变传感器4的螺旋节距小于25mm，保证一段距离内缆芯表面每个点被检测覆盖。

本申请实施例提供了密封容器1的具体结构，参见图1所示，密封容器1包括筒体10以及可拆卸连接于筒体10端部的端盖11。

筒体10可以一端密封，一端开口，并用一个端盖11密封，端盖11与筒体10可拆卸连接，以方便缆芯2的放入和取出。

或者筒体10可以是两端都开口，并用两个端盖11分别密封两个开口。

为了方便固定以便于检测，缆芯2的长度一般大于密封容器1的长度，此时，端盖11上设有通孔，通孔上设有与缆芯2相适配的密封圈。

为了防止缆芯2纱线等松动，参见图1所示，在一些优选的实施方式中，检测系统还包括用于固定缆芯2上纱线的固定件7。其中，固定件7可以采用胶带等。

为了控制密封容器1内的工作温度和气压，密封容器1内还设有压力传感器和温度传感器，压力传感器、温度传感器、加热装置和空气压缩机均连接于监测主机6。

监测主机6接收压力传感器和温度传感器检测的压力和温度，当密封容器1内的压力达到工作压力，温度达到工作温度，监测主机6控制加热装置和空气压缩机停止工作。

上述温度传感器可以使用光纤光栅温度传感器，实现温度补偿。

本申请提供的缆芯套管变形的检测系统，其使用方法如下：

提前准备好缆芯套管变形的检测系统，并控制加热装置进行加热，以使密封容器1内的温度达到工作温度，比如180℃。

取样品缆芯2，比如1.5m长左右，缆芯2的两个端头利用胶带固定住，将光纤光栅应变传感器4螺旋缠绕在缆芯2上，使光纤光栅应变传感器4在缆芯2表面上不能移动，将缆芯2装在密封容器1上。

打开空气压缩机3进行加压，使密封容器1内的压力达到工作气压，保持稳定，持续一段时间，比如1min，通过显示器查看缆芯2表面变形情况。

当缆芯2表面发生变形时，光纤光栅应变传感器4感受到缆芯2表面出现外径变化，实时传输到监控计算机；具体地，在升温过程中，扎纱受热后会发生热回缩现象，导致缆芯表面的套管在径向上发生变形，这种变形会引起光纤光栅应变传感器4的光纤光栅中心波长变化，光纤光栅解调仪5将由应变引起的光纤光栅中心波长变化量解析后，发送给监测主机6，监测主机6根据光纤光栅中心波长变化量计算出套管20的变形量；当在高压环境中缆芯2出现挤压变形时，这种变形同样会引起光纤光栅应变传感器4的光纤光栅中心波长变化，光纤光栅解调仪5将由应变引起的光纤光栅中心波长变化量解析后，发送给监测主机6，监测主机6根据光纤光栅中心波长变化量计算出套管20的变形量；当有变形量超过安全阈值时，则报警器发出报警，生产人员需要在线调整扎纱张力，从而实现套管变形监测。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种缆芯套管变形的检测系统，其特征在于，其包括：

密封容器(1)，所述密封容器(1)具有用于放置缆芯(2)的收容空间，所述收容空间内设有加热装置；

空气压缩机(3)，所述空气压缩机(3)通过管路(30)连通所述密封容器(1)；

光纤光栅应变传感器(4)，所述光纤光栅应变传感器(4)用于缠绕于所述密封容器(1)内的缆芯(2)上；

光纤光栅解调仪(5)，所述光纤光栅解调仪(5)与所述光纤光栅应变传感器(4)相连；

监测主机(6)，所述监测主机(6)与所述光纤光栅解调仪(5)相连接。

2.如权利要求1所述的缆芯套管变形的检测系统，其特征在于：

所述监测主机(6)还连接有报警器。

3.如权利要求1所述的缆芯套管变形的检测系统，其特征在于：

所述监测主机(6)还连接有显示器。

4.如权利要求1所述的缆芯套管变形的检测系统，其特征在于：

所述光纤光栅应变传感器(4)螺旋缠绕于缆芯(2)上。

5.如权利要求4所述的缆芯套管变形的检测系统，其特征在于：

所述光纤光栅应变传感器(4)的螺旋节距小于25mm。

6.如权利要求1所述的缆芯套管变形的检测系统，其特征在于：

所述密封容器(1)包括筒体(10)以及可拆卸连接于所述筒体(10)端部的端盖(11)。

7.如权利要求6所述的缆芯套管变形的检测系统，其特征在于：

所述端盖(11)上设有通孔，所述通孔上设有与缆芯(2)相适配的密封圈。

8.如权利要求1所述的缆芯套管变形的检测系统，其特征在于：

所述检测系统还包括用于固定缆芯(2)上纱线的固定件(7)。

9.如权利要求8所述的缆芯套管变形的检测系统，其特征在于：

所述固定件(7)采用胶带。

10.如权利要求1所述的缆芯套管变形的检测系统，其特征在于：

所述密封容器(1)内还设有压力传感器和温度传感器，压力传感器、温度传感器、加热装置和空气压缩机均连接于监测主机(6)。

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