高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于，包括：位于中心的加強(qiáng)件（1），所述加強(qiáng)件（1）四周設(shè)置有松套管（2）和絕緣線芯（3），所述加強(qiáng)件（1）、松套管（2）和絕緣線芯（3）之間的間隙及松套管（2）和絕緣線芯（3）的外圍均設(shè)置有阻水物（5），所述阻水物（5）的外部擠包內(nèi)護(hù)套（6），所述內(nèi)護(hù)套（6）的外部包覆金屬包履層（7），所述金屬包履層（7）的外部擠包護(hù)套（8），所述護(hù)套（8）的外部設(shè)置有傳感單元（9），所述傳感單元（9）的外部緊包外護(hù)套（10）。本實(shí)用新型提供的一種高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，同時(shí)具備光纖微小應(yīng)力和應(yīng)變傳感、遠(yuǎn)距離光通信以及電力輸送的功能。
【專利說明】高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，特別是涉及一種能夠用于微小光纖應(yīng)力和應(yīng)變傳感、遠(yuǎn)距離光通信以及電力輸送的光電復(fù)合纜，屬于光纜電纜【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]光纖圍欄報(bào)警系統(tǒng)，主要工作原理是由光纖信號反饋系統(tǒng)和信號分辯軟件二部分組成，其關(guān)鍵的光纖信號反饋系統(tǒng)主要是由雙向共光路的光纖振動傳感器組成。雙向共光路的光纖振動傳感器基于“光纖干涉儀”原理。為了檢測微弱振動，對光信號進(jìn)行雙向分路構(gòu)成平衡光纖干涉儀。當(dāng)用相干激光器向其發(fā)射一束激光，由發(fā)射信號和回收信號組成的干涉儀輸出干涉光信號，若光纖沒有受到外界的擾動，則干涉光信號將保持不變；如果光纖受到外界侵?jǐn)_而引起光纖的應(yīng)力應(yīng)變，如:壓力、拉力和觸動等，則干涉光的輸出波形改變，并產(chǎn)生干涉圖像，通過光探測器可檢測到這一波形變化的數(shù)據(jù)信號。如果防區(qū)之間相距很遠(yuǎn)，可以將區(qū)域的數(shù)據(jù)信號通過光纖光纜再將數(shù)據(jù)信號傳到遠(yuǎn)離的中控室的計(jì)算機(jī)，進(jìn)一步通過計(jì)算機(jī)軟件比較和分析這種變化波形的特征，然后分辯出不同事件的真實(shí)情況。
[0003]目前這種光纖圍欄報(bào)警系統(tǒng)，通常是在每個小區(qū)域的圍墻、圍欄或地面單獨(dú)的敷設(shè)一根光纖應(yīng)力傳感光纜，然后將各區(qū)域的光纖應(yīng)力傳感光纜直接或經(jīng)過渡的另一根導(dǎo)引光纜聯(lián)接到光探測器，多個小區(qū)域的光纖應(yīng)力傳感光纜經(jīng)光探測器，將數(shù)據(jù)信號匯集后再經(jīng)過通信光纜傳輸?shù)降闹锌厥业挠?jì)算機(jī)。這種系統(tǒng)主要缺點(diǎn)是，需敷設(shè)許多根數(shù)的光纖應(yīng)力傳感光纜、導(dǎo)引光纜以及通信光纜，應(yīng)用受限于小范圍、短距離；大區(qū)域遠(yuǎn)距離時(shí)需很多芯數(shù)光纖的通信光纜將收集到的數(shù)據(jù)信號傳輸出去；邊遠(yuǎn)無電力供電的區(qū)域無法長期使用需電源的光探測器來處理、轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)信號。
[0004]另外，現(xiàn)有的光纖應(yīng)力傳感光纜和遠(yuǎn)距離傳輸光信號的通信光纜是分開采用不同光纜的。原因是二種光纜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則不同并相互沖突的。光纖應(yīng)力傳感光纜所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，為了使光纖對應(yīng)力和應(yīng)變很敏感的，光纜中光纖余長不保留或很小，這會對光信號的遠(yuǎn)距離傳輸產(chǎn)生不利影響并影響光纜壽命。而傳輸光信號的通信光纜中的是需要消除光纖對應(yīng)力和應(yīng)變敏感性的，為此通信光纜所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，在光單元以及光纜結(jié)構(gòu)中設(shè)置一定的光纖余長，在光纜正常使用應(yīng)力和應(yīng)變的范圍內(nèi)，光纜中的通信用的光纖不受這種應(yīng)力和應(yīng)變的影響，以達(dá)到遠(yuǎn)距離通信和長期使用壽命。
[0005]為解決上述缺陷和不足，研究一種設(shè)計(jì)合理的新型的復(fù)合纜，同時(shí)具有對應(yīng)力和應(yīng)變敏感、能遠(yuǎn)距離光通信和電力輸送的功能，為實(shí)現(xiàn)大區(qū)域探測、遠(yuǎn)距離監(jiān)控的光纖傳感和報(bào)警系統(tǒng)提供一種光電復(fù)合纜，成為行業(yè)中需要解決的一項(xiàng)新技術(shù)。
[0006]實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠同時(shí)進(jìn)行光纖微小應(yīng)力和應(yīng)變傳感、遠(yuǎn)距離光通信以及電力輸送的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0009]—種高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜,其特征在于,包括:位于中心的加強(qiáng)件，所述加強(qiáng)件四周設(shè)置有松套管和絕緣線芯，所述松套管和絕緣線芯以同心圓方式絞合在所述加強(qiáng)件的外圍，所述加強(qiáng)件、松套管和絕緣線芯之間的間隙及松套管和絕緣線芯的外圍均設(shè)置有阻水物，所述阻水物的外部擠包內(nèi)護(hù)套，所述內(nèi)護(hù)套的外部包覆金屬包履層，所述金屬包履層的外部擠包護(hù)套，所述護(hù)套的外部設(shè)置有傳感單元，所述傳感單元以螺旋方式環(huán)繞在所述護(hù)套的外面，所述傳感單元的外部緊包外護(hù)套，所述外護(hù)套為彈性護(hù)套。
[0010]所述彈性護(hù)套包括橡塑彈性體，所述橡塑彈性體的材質(zhì)包括聚胺酯或丁腈聚氯乙烯復(fù)合物。
[0011]所述傳感單元設(shè)計(jì)位置靠近本實(shí)用新型的復(fù)合纜的外部，同時(shí)還采用了橡塑彈性體為材料的外護(hù)套，使得在復(fù)合纜外部環(huán)境的應(yīng)力或應(yīng)變發(fā)生變化時(shí)，能靈敏的把應(yīng)力或應(yīng)變傳遞到傳感單元，使傳感單元中的光纖能感受微小的應(yīng)力或應(yīng)變的改變，并經(jīng)過光探測器顯示出干涉光的輸出波形改變的變化特征和大小，實(shí)現(xiàn)了對微小應(yīng)力或應(yīng)變的檢測及判斷。
[0012]所述橡塑彈性體，在常溫下具有高彈性，可敏感地將外界對復(fù)合纜產(chǎn)生的微小應(yīng)力和應(yīng)變傳遞至傳感單元；另外橡塑彈性體還具有抗?jié)窕?、耐低溫、耐老化、耐腐蝕、外力撤出后復(fù)原性好的特性。
[0013]所述傳感單元包括位于所述傳感單元中心的緊包光纖和在所述緊包光纖外圍以同心圓方式排列的若干保護(hù)件，所述傳感單元的個數(shù)為I根或2根。
[0014]所述保護(hù)件包括鋼絲或KFRP或FRP或芳絕。
[0015]復(fù)合纜靠外部采用螺旋方式環(huán)繞的傳感單元，利于消除復(fù)合纜正常宏觀彎曲對傳感單元的不利影響，螺旋方式放置傳感單元，是為了更有效的測量各個方向傳遞過來的應(yīng)力或應(yīng)變，使各個方向傳遞過來的應(yīng)力或應(yīng)變都能在其中一段傳感單元上反應(yīng)出來，大大提高了復(fù)合纜的檢測靈敏度。
[0016]現(xiàn)有的用于檢測應(yīng)力和應(yīng)變的纜，一般是放置在海底其他外力或應(yīng)變較大的地點(diǎn)來應(yīng)用的，若有外力或應(yīng)變，則這個外力或應(yīng)變將是很大的，用傳統(tǒng)的檢測纜的結(jié)構(gòu)是可以反映出來的，
[0017]現(xiàn)有的檢測纜檢測應(yīng)力和應(yīng)變不敏感，不能用于微小應(yīng)力和應(yīng)變的檢測，只能應(yīng)用于外力大的領(lǐng)域，如海底。
[0018]而本實(shí)用新型的應(yīng)用領(lǐng)域是放置在淺地下、圍墻或欄柵上用的，人和物能夠接近或接觸的地面、圍墻或欄柵上，這些地點(diǎn)經(jīng)常會產(chǎn)生一些微小的外力，利用傳統(tǒng)的檢測纜無法實(shí)現(xiàn)微小應(yīng)力和應(yīng)變的檢測，而本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)具有檢測微小應(yīng)力和應(yīng)變的能力，其傳感單元就能反映出微小應(yīng)力應(yīng)變的變化，也能反映出較大的應(yīng)力應(yīng)變的變化，使本實(shí)用新型的使用范圍更加廣泛，能夠分析各種應(yīng)力應(yīng)變。
[0019]所述加強(qiáng)件四周還設(shè)置有填充繩，所述填充繩、松套管和絕緣線芯以同心圓方式絞合在所述加強(qiáng)件的外圍，所述加強(qiáng)件、松套管、絕緣線芯和填充繩之間的間隙及松套管、絕緣線芯和填充繩的外圍均設(shè)置有阻水物。
[0020]所述松套管的個數(shù)為至少I根，所述松套管內(nèi)設(shè)置有光纖和纖膏；所述絕緣線芯的個數(shù)為2根，所述絕緣線芯為銅導(dǎo)體外擠包塑料絕緣層。
[0021]所述松套管內(nèi)的光纖設(shè)置有一定余長，松套管內(nèi)纖膏和有一定余長的光纖的設(shè)置，有效的緩解了微小應(yīng)力和應(yīng)變對光纖的影響，使得松套管內(nèi)的光纖對本實(shí)用新型外部環(huán)境的應(yīng)力和應(yīng)變不敏感，利于光信號在光纖中正常傳輸?shù)竭h(yuǎn)距離監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離光通信的功能。
[0022]通過絕緣線芯的設(shè)置，使本實(shí)用新型能夠?qū)馓綔y器進(jìn)行供電，特別是大區(qū)域的系統(tǒng)，若有多個光探測器，或附近電力供應(yīng)困難，則可通過復(fù)合纜中的二根絕緣線芯對光探測器進(jìn)行供電，實(shí)現(xiàn)了電力輸送的功能。
[0023]所述內(nèi)護(hù)套和護(hù)套的材質(zhì)均為聚乙烯護(hù)套料。
[0024]所述金屬包履層的材質(zhì)為鋁帶或鋼帶或鋁塑復(fù)合帶或鋼塑復(fù)合帶。
[0025]金屬包履層為相對鋼性的保護(hù)材料，使本實(shí)用新型具備一定的耐拉伸特性。
[0026]所述阻水物的材質(zhì)包括光纜填充膏、扎紗、阻水紗和阻水帶中的一種或幾種。
[0027]本實(shí)用新型提供的一種高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，最外層為橡塑彈性體；傳感單元的結(jié)構(gòu)為緊包光纖外設(shè)保護(hù)件；傳感單元以螺旋方式環(huán)繞在護(hù)套的外部的設(shè)置，均實(shí)現(xiàn)了對微小應(yīng)力和應(yīng)變的檢測功能，具備檢測高靈敏度，使應(yīng)用范圍更加廣泛；本實(shí)用新型運(yùn)用一根纜就實(shí)現(xiàn)了對環(huán)境的應(yīng)力和應(yīng)變的敏感探測、遠(yuǎn)距離的光信號傳輸和光探測器所需電力供應(yīng)等功能，可簡化布纜并降低成本；本實(shí)用新型使得大區(qū)域探測、遠(yuǎn)距離監(jiān)控的光纖防衛(wèi)報(bào)警系統(tǒng)有了實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用途徑，適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用，特別適用于邊防線、島嶼等范圍大、距離遠(yuǎn)的區(qū)域應(yīng)用該類防衛(wèi)報(bào)警系統(tǒng)，既具有產(chǎn)業(yè)上的很高的利用價(jià)值，又具有優(yōu)良的社會和軍事效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為本實(shí)用新型的另一種結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為本實(shí)用新型之傳感單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作更進(jìn)一步的說明。
[0032]實(shí)施例1:
[0033]如圖1、圖3所示，一種高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于，包括:位于中心的加強(qiáng)件1，所述加強(qiáng)件I四周設(shè)置有3根松套管2、2根絕緣線芯3和I根填充繩4，所述松套管2、絕緣線芯3和填充繩4以同心圓方式絞合在所述加強(qiáng)件I的外圍，所述加強(qiáng)件1、松套管2、絕緣線芯3和填充繩4之間的間隙及松套管2、絕緣線芯3和填充繩4的外圍均設(shè)置有阻水物5，所述阻水物5的外部擠包內(nèi)護(hù)套6，所述內(nèi)護(hù)套6的外部包覆金屬包履層7，所述金屬包履層7的外部擠包護(hù)套8，所述護(hù)套8的外部設(shè)置有I根傳感單元9，所述傳感單元9以螺旋方式環(huán)繞在所述護(hù)套8的外面，所述傳感單元9的外部緊包外護(hù)套10，所述外護(hù)套10為聚胺酯；松套管2內(nèi)設(shè)置有12根單模光纖和纖膏；絕緣線芯3為銅導(dǎo)體外擠包聚乙烯。
[0034]所述傳感單元9包括位于所述傳感單元9中心的緊包光纖91和在所述緊包光纖91外圍以同心圓方式排列的若干保護(hù)件92，所述保護(hù)件92為6根KFRP。
[0035]所述內(nèi)護(hù)套6和護(hù)套8的材質(zhì)均為聚乙烯護(hù)套料。
[0036]所述金屬包履層7的材質(zhì)為鋼塑復(fù)合帶。
[0037]所述阻水物5的材質(zhì)為光纜填充膏和阻水帶的組合。
[0038]實(shí)施例2:
[0039]如圖2、圖3所示，一種高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于，包括:位于中心的加強(qiáng)件1，所述加強(qiáng)件I四周設(shè)置有4根松套管2和2根絕緣線芯3，所述松套管2和絕緣線芯3以同心圓方式絞合在所述加強(qiáng)件I的外圍，所述加強(qiáng)件1、松套管2和絕緣線芯3之間的間隙及松套管2和絕緣線芯3的外圍均設(shè)置有阻水物5，所述阻水物5的外部擠包內(nèi)護(hù)套6，所述內(nèi)護(hù)套6的外部包覆金屬包履層7，所述金屬包履層7的外部擠包護(hù)套8，所述護(hù)套8的外部設(shè)置有2根傳感單元9，所述傳感單元9以螺旋方式環(huán)繞在所述護(hù)套8的外面,所述傳感單元9的外部緊包外護(hù)套10,所述外護(hù)套10為丁腈聚氯乙烯復(fù)合物；松套管2內(nèi)設(shè)置有6根單模光纖和纖膏；絕緣線芯3為銅導(dǎo)體外擠包聚乙烯。
[0040]所述傳感單元9包括位于所述傳感單元9中心的緊包光纖91和在所述緊包光纖91外圍以同心圓方式排列的若干保護(hù)件92，所述保護(hù)件92為芳綸。
[0041]所述內(nèi)護(hù)套6和護(hù)套8的材質(zhì)均為聚乙烯護(hù)套料。
[0042]所述金屬包履層7的材質(zhì)為鋁塑復(fù)合帶。
[0043]所述阻水物5為阻水紗。
[0044]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于，包括:位于中心的加強(qiáng)件(1)，所述加強(qiáng)件(I)四周設(shè)置有松套管(2)和絕緣線芯(3)，所述松套管(2)和絕緣線芯(3)以同心圓方式絞合在所述加強(qiáng)件(I)的外圍，所述加強(qiáng)件(I)、松套管(2)和絕緣線芯(3)之間的間隙及松套管(2)和絕緣線芯(3)的外圍均設(shè)置有阻水物(5)，所述阻水物(5)的外部擠包內(nèi)護(hù)套(6)，所述內(nèi)護(hù)套(6)的外部包覆金屬包履層(7)，所述金屬包履層(7)的外部擠包護(hù)套(8)，所述護(hù)套(8)的外部設(shè)置有傳感單元(9)，所述傳感單元(9)以螺旋方式環(huán)繞在所述護(hù)套(8)的外面，所述傳感單元(9)的外部緊包外護(hù)套(10)，所述外護(hù)套(10)為彈性護(hù)套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于:所述彈性護(hù)套包括橡塑彈性體，所述橡塑彈性體的材質(zhì)包括聚胺酯或丁腈聚氯乙烯復(fù)合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于:所述傳感單元(9)包括位于所述傳感單元(9)中心的緊包光纖(91)和在所述緊包光纖(91)外圍以同心圓方式排列的若干保護(hù)件(92)，所述傳感單元(9)的個數(shù)為I根或2根。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于:所述保護(hù)件(92)包括鋼絲或KFRP或FRP或芳綸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于:所述加強(qiáng)件(I)四周還設(shè)置有填充繩(4)，所述填充繩(4)、松套管(2)和絕緣線芯(3)以同心圓方式絞合在所述加強(qiáng)件(I)的外圍，所述加強(qiáng)件(I)、松套管(2)、絕緣線芯(3)和填充繩(4)之間的間隙及松套管(2 )、絕緣線芯(3 )和填充繩(4 )的外圍均設(shè)置有阻水物(5 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于:所述松套管(2)的個數(shù)為至少I根，所述松套管(2)內(nèi)設(shè)置有光纖和纖膏；所述絕緣線芯(3)的個數(shù)為2根，所述絕緣線芯(3)為銅導(dǎo)體外擠包塑料絕緣層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于:所述內(nèi)護(hù)套(6)和護(hù)套(8)的材質(zhì)均為聚乙烯護(hù)套料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于:所述金屬包履層(7)的材質(zhì)為鋁帶或鋼帶或鋁塑復(fù)合帶或鋼塑復(fù)合帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高靈敏度的光纖應(yīng)力傳感光電復(fù)合纜，其特征在于:所述阻水物(5 )的材質(zhì)包括光纜填充膏、扎紗、阻水紗和阻水帶中的一種或幾種。
【文檔編號】H01B7/18GK203839113SQ201420213241
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】毛文沛 申請人:江蘇宏圖高科技股份有限公司