DE4304545C2

DE4304545C2 - Kabel mit Lichtwellenleitern

Info

Publication number: DE4304545C2
Application number: DE19934304545
Authority: DE
Inventors: Bernd Dr Ing Harjes; Stephan Dr Groswig; Eckart Prof Dr Hurtig; Joerg Dipl Ing Schroetter
Original assignee: GEOFORSCHUNGSZENTRUM POTSDAM S; Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Current assignee: GESO-GESLLSCHAFT FUER SENSORIK GEOTECHNISCHEN UMWEL; Felten and Guilleaume AG
Priority date: 1993-02-11
Filing date: 1993-02-11
Publication date: 1998-10-01
Anticipated expiration: 2013-02-12
Also published as: DE4304545A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kabel mit Lichtwellenleitern.

Verteilte Lichtwellenleiter-Sensoren zur Temperaturmessung sind aus der EP 0272466 A2 bekannt. Faseroptische Sensoren für die Messung mechanischer Größen werden beispielsweise als Zugkraft sensoren (DE 35 26 966 A1), als Drucksensoren (DE 38 09 957 A1) oder als Dehnungssensoren eingesetzt (DE 39 42 556 A1).

In der EP 0357253 A2 werden Sensoranordnungen dargestellt, die flächig oder räumlich angeordnet sind. Bei den bekannten ver teilten Sensoren wird ein Ende für das Einkoppeln von Licht und das andere Ende für das Auskoppeln von Licht verwendet. Beide Enden der Sensoren müssen jeweils zugänglich sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabel mit verteil ten Lichtwellenleitern anzugeben, das nur einseitig zugänglich ist und dessen fernes Ende möglichst einfach aufgebaut ist.

Die Aufgabe wird von dem Kabel mit den Merkmalen des Hauptan spruchs gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das vorgeschlagene Kabel hat die Vorteile, daß sein fernes bzw. zweites Ende möglichst störungs- und wartungsfrei ist. Das Kabel ist für solche Einsatzgebiete besonders geeignet, wo es nur ein seitig zugänglich ist. Vorzugsweise sind solche Einsatzgebiete Bohrungen jeder Art, Schächte und Tunnels.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 die Schlaufe eines Kabels;

Fig. 2 den Querschnitt eines Flachband-Kabels;

Fig. 3 den runden Querschnitt eines Kabels;

Fig. 4 eine Kabelabschlußdose;

Fig. 5 die Lage einer Verschlußhülse.

Das Kabel 1 enthält mehrere verteilte Sensorstränge 2, 3, 4 mit Lichtleitfaser-Sensoren, Energie- oder Nachrichtenleitungen 7, 7' und Zugentlastungslemente 26. Die einen Sensor-LWL bildenden Sensoren 6, 6' liegen in einem Schutzmantel 20. Die Schlaufe 12 eines Sensor-LWLs, mit dem hinführenden Sensorstrang 2 und dem zurückführenden Sensorstrang 3, liegt mit einem Radius R in einer Schraubenlinie. In einer anderen Ausführungsform könnte die Schlaufe 12 auch in einer planen Ebene parallel zur Kabel achse liegen. Die Schutzmäntel haben etwa einen Durchmesser von 1 bis 2 mm. Ein typischer Schlaufenradius R wäre 20 mm. Bei besonders stabiler Ausführung der Schutzmäntel der Sensor-LWL kann auf einen Schlaufenträger verzichtet werden, weil ein steif ausgebildeter Schutzmantel die Schlaufe ohne weitere Hilfsmittel und ohne Unterschreitung eines kritischen Biegeradius trägt.

In Fig. 2 und Fig. 3 wird jeweils der Querschnitt eines Kabels dargestellt. Es werden ein Flachbandkabel 9 und ein Rundkabel 10 gezeigt. Im Kabel verseilt liegen im Schutzmantel 20 mehrere Sensor-LWL 6, 6'. In Fig. 2 ist dargestellt, daß neben den Sen sor-LWL 6, 6' im Schutzmantel 20 auch Zugentlastungselemente 25 innerhalb des Schutzmantels mitgeführt sind. Die Schutzmäntel sind im Kabel jeweils in einer Kunststoffummantelung 8 fest ein gebettet. In einem Rundkabel können die Sensoren in üblicher Weise mit Schlag verseilt sein, womit sich eine besondere Flexi bilität des Kabels ergibt. Die Schlaufe 12 wird vor der Versei lung gebildet. Beide Sensorstränge eines Sensor-LWL werden wäh rend der Kabelverseilung in das Kabel eingelegt, wobei die Ver seilung an dem Ende des Kabels beginnt, an dem sich die Schlaufe befindet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Spleiß oder die Spleiße nach der Herstellung des Kabels zu bilden. Mit Kabeln ohne Spleiß sind größere Reichweiten der optischen Sig nale erzielbar.

Das Rundkabel 10 ist mit einem Gewebeschlauch 28 aus Stahldraht gewebe umgeben. Der Gewebeschlauch wird mit einer äußeren Kunst stoffhülle 29 umgeben. Alle Teile des Kabels können hochdruck- und hochtemperaturstabil ausgeführt sein.

Fig. 4 zeigt eine Kabelabschlußdose 14, die im wesentlichen ro tationssymmetrisch gestaltet ist. Aus dem Kabelende treten Sen sorstränge 2, 3 und eine Energieleitung 7 aus. Der Fuß der Kabel abschlußdose 14 ist als Backenfutterdichtung 36 ausgebildet und auf die äußere Kabelhülle geklemmt. Eine Gewindehülse (Überwurf gewinde 31) erzeugt durch Aufschrauben auf das Gewinde 35 die Klemmkraft.

Der Doppelstrang bzw. die Sensorstränge 2, 3 eines im Kabel 1 geführten Sensor-LWL bildet in der Kabelsabschlußdose 14 eine Schlaufe 12. Die Schlaufe 12 ist in der Kabelabschlußdose 14 mit dem Radius R in einem Schlaufenträger 21 gehaltert. In einer Öffnung 22 des Schutzmantels ist ein Sensor-LWL sichtbar. Die Öffnung 22 kann auch als Auslaß für Sensoren zur Ankopplung an optische oder elektronische Bauelemente benutzt werden. Die Kabelabschlußdose kann mehrere Kammern 15, 15' umfassen. Die Kammern können durch Trennwände getrennt sein. Den Kammer können unterschiedliche Funktionen zugewiesen sein, wie Spleißkammer zur Unterbringung der Überlängen der Lichtwellenleiter und Spleiße, Kammer für eine Batterie oder eine Kammer für elektri sche Meßeinrichtungen.

Die einzelnen Kammern sind so ausgebildet, daß sie als zylindri sche Teile mit oberem und unterem Schraubgewinde 17 aufschraub bar sind. In dieser Form lassen sich beliebig viele Kammern hin tereinander zusammenfügen.

Das Kabelende ist in der Kabelabschlußdose 14 abgesetzt. Mit dem Bezugszeichen 32 ist schematisch angedeutet, daß die Zugentla stungselemente auf den Kabelmantel zurückgelegt werden, wo sie mit dem Fuß der Kabelabschlußdose verklebt sein können.

In Fig. 5a ist eine Verschlußhülse 11 in einer Lage senkrecht zur Kabelachse und in Fig. 5b in einer Lage parallel zur Kabel achse jeweils im Schnitt dargestellt. Vorzugsweise liegt die Verschlußhülse 11 außerhalb der Krümmung R der Schlaufe 12, so daß die Hülse gerade ausgebildet sein kann. Die Verwendung einer gekrümmten Hülse, die der Krümmung der Schlaufe folgt, bietet sich an, wenn die Platzverhältnisse es erfordern. In Fig. 5a be steht die Schlaufe aus zwei Teilschlaufen mit jeweils eigenem Krümmungsradius jeweils vor und hinter der Hülse 11. Die Hülse 11 ist auf die Enden 23 der Schutzmäntel 20 der beiden Sensor stränge 2, 3 geschweißt oder gelötet. Der Sensor-LWL 6, 6' ist im Bereich der Hülse 11 an den Stellen S gespleißt. Wie schon er wähnt, kann die Schlaufe 12 je nach Stabilität des Schutzmantels 20 mit oder ohne Schlaufenträger ausgebildet sein.

Claims

1. Kabel mit zwei gleichlangen auf ihrer gesamten Länge auf eine physikalische Größe ansprechenden, einen Sensor-LWL (6, 6') bildenden Lichtwellenleitern, die in einem gegenseitigen Abstand im Kabel (1) festgelegt sind,
am ersten Kabelende mit einer Lichtquelle und einer Auswerte einrichtung verbindbar sind,
am zweiten Kabelende durch eine Schlaufe (12) miteinander ver bunden sind und
bei dem eine elektrische Einheit oder ein elektrisches oder ein optisches Bauelement im Bereich der Schlaufe (12) angeordnet ist.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensor-LWL (6, 6'), welche am zweiten Kabelende eine geschlos sene Schlaufe (12) bilden, in einem gemeinsamen Schutzmantel (20) liegen.

3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensor-LWL (6, 6') jeweils in einem Schutzmantel (20) liegen, und daß die Schutzmäntel in einer Kunststoffummantelung (8) fest eingebettet sind.

4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß minde stens ein Sensor-LWL (6, 6') in ihm verseilt ist.

5. Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver seilung als Flachbandleitung ausgeführt ist.

6. Kabel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß mindestens ein Sensor-LWL (6, 6') innerhalb seines Schutzmantels (20) mit einer Zugentlastung (25) versehen ist.

7. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß Energieadern (7) und/oder Nachrichtenleitun gen (7') in ihm verseilt sind.

8. Kabel nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß mindestens ein Sensor-LWL (6, 6') spleißlos ausgebildet ist.

9. Kabel nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeich net, daß ein Schutzmantel (20) in der Gegend der Schlaufe (12) zum Herausführen mindestens eines Sensor-LWL (6, 6') einen Aus laß (22) hat.

10. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 9, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Sensor-LWL (6, 6') im Bereich der Schlaufe (12) gespleißt ist, daß der Schutzmantel (20) des Sensor-LWL (6, 6') im Bereich der Schlaufe (12) aufgetrennt ist, und daß die hierdurch gebildete Öffnung durch eine Verschlußhülse (11) überbrückt ist.

11. Kabel nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Schutzmantel (20) eines Sensor-LWL (6, 6') metallisch ausgebildet und auf seiner gesamten Länge gegen seine Kunststoffummantelung (8) im Kabel (1) und/oder gegen weitere metallische Schutzmäntel (20) von Sensorsträngen (2, 3) mit Sensor-LWL (6, 6') elektrisch isoliert ist.

12. Kabel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß minde stens zwei metallische Schutzmäntel (20) als elektrische Leiter ausgebildet sind.

13. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufe (12) in einer Kabelabschluß dose (14) mit einem Radius (R) gehaltert ist, der größer ist als der kritische Biegeradius eines Sensor-LWL (6, 6') oder eines Schutzmantels (20).

14. Kabel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schlaufen (12) in der Kabelabschlußdose (14) in unterschiedli chen Ebenen gehaltert werden.

15. Kabel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß metalli sche Schutzmäntel ein Bauelement im Bereich der Kabelabschluß dose (14) mit Energie versorgen.