一種新型復(fù)合傳感光纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型復(fù)合傳感光纜，包括碳纖維絲、感溫光纖、供電導(dǎo)線、護(hù)套和絕緣包層，所述的碳纖維絲、感溫光纖、供電導(dǎo)線和護(hù)套由絕緣包層包裹，所述的碳纖維絲由護(hù)套包裹。所述感溫光纖為1根以上，所述供電導(dǎo)線為1對(duì)。所述碳纖維絲與周圍的供電導(dǎo)線交叉連接以形成并聯(lián)電路，同時(shí)供電，利用碳纖維絲通電后會(huì)發(fā)熱實(shí)現(xiàn)對(duì)光纜長距離均勻加熱。所述感溫光纖被碳纖維絲包裹，或所述感溫光纖與碳纖維絲平行布設(shè)，碳纖維絲通電發(fā)熱，就可對(duì)光纖進(jìn)行均勻加熱。采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)以實(shí)現(xiàn)沿線各點(diǎn)溫度的測(cè)量。其能對(duì)光纜長距離（2km以上）均勻加熱，以及對(duì)長距離滲漏進(jìn)行探測(cè)。
【專利說明】一種新型復(fù)合傳感光纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型傳感媒介，尤其涉及一種可用于大壩滲漏、油氣滲漏、水管滲漏、地下水流及巖土體含水量監(jiān)測(cè)的一種新型傳感光纜。
技術(shù)背景
[0002]分布式光纖測(cè)溫技術(shù)(DTS)采用光纜作為探測(cè)器件，具有分布式測(cè)量、測(cè)試距離長、施工簡單及長期穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于火災(zāi)消防、電纜測(cè)溫、混凝土測(cè)溫及滲漏監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，為了能夠得到更佳的監(jiān)測(cè)效果，各種具有特定傳感特性的功能性光纜也在不斷發(fā)明創(chuàng)造中。
[0003]利用分布式測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行滲漏監(jiān)測(cè)已在部分工程項(xiàng)目中應(yīng)用，可是實(shí)際使用效果不佳，其原因在于:滲漏物質(zhì)溫度和環(huán)境溫度差異太小，如壩體滲漏、水管滲漏時(shí)，滲流水在周邊巖土體中運(yùn)移同時(shí)也發(fā)生相互熱交換，滲流液與周圍環(huán)境溫度就相當(dāng)，通過測(cè)溫度分布異常的技術(shù)方法就無法判別滲流發(fā)生與否。若有一種自身可發(fā)熱測(cè)溫光纜，當(dāng)滲流經(jīng)過光纜周圍時(shí)，由于光纜溫度高于環(huán)境溫度，發(fā)生熱交換，導(dǎo)致光纜溫度所降低，就可有效對(duì)滲漏進(jìn)行分布式測(cè)溫探測(cè)?，F(xiàn)有該類產(chǎn)品采用的技術(shù)是將金屬電加熱絲與光纖進(jìn)行平行鋪設(shè)，然后對(duì)電加熱絲進(jìn)行通電發(fā)熱，達(dá)到對(duì)光纜中光纖加熱的目的，可是在實(shí)際中存在眾多問題:(I)加熱不均勻。電加熱絲與光纖點(diǎn)式接觸，在接觸點(diǎn)部位溫度很高，甚至發(fā)生光纖燙傷護(hù)套斷裂，在非接觸點(diǎn)光纖溫度低，溫度分布不均，探測(cè)效果不佳；(2)電阻絲阻值比較小。要達(dá)到均勻的加熱效果就需要電阻絲做的很細(xì)，細(xì)的電阻絲在施工中極易發(fā)生斷裂而無法完成加熱；(3)光纜加熱距離短。由于采用市電加熱，電壓有限，加熱距離往往僅有幾百米，無法滿足大型工程的實(shí)際監(jiān)測(cè)需求。發(fā)明一種能夠均勻加熱、強(qiáng)度高且加熱距離長的內(nèi)加熱光纜具有十分重要的意義和應(yīng)用前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能長距離均勻發(fā)熱，方便施工，且對(duì)大壩滲漏、管道滲漏、地下滲流等進(jìn)行長距離、長期有效監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)滲漏的感測(cè)光纜。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，包括碳纖維絲、感溫光纖、供電導(dǎo)線、護(hù)套和絕緣包層，所述的碳纖維絲、感溫光纖、供電導(dǎo)線和護(hù)套由絕緣包層包裹，所述的碳纖維絲由護(hù)套包裹。所述感溫光纖為I根以上，所述供電導(dǎo)線為I對(duì)。所述碳纖維絲與周圍的供電導(dǎo)線交叉連接以形成并聯(lián)電路。采用一并成纜的兩根供電導(dǎo)線負(fù)責(zé)供電，所述供電導(dǎo)線粗細(xì)與供電距離大小成正比。所述供電導(dǎo)線為直徑2?4mm多股銅線。所述碳纖維絲分為長30?50m等同內(nèi)阻的若干段。所述新型復(fù)合傳感光纜采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)檢測(cè)所述復(fù)合傳感光纜與環(huán)境的溫差。
[0006]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述感溫光纖被碳纖維絲包裹，或者所述感溫光纖與碳纖維絲平行布設(shè)。
[0007]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述感溫光纖為2根，所述感溫光纖位于碳纖維絲的外側(cè)，所述2根感溫光纖為單模光纖或/和多模光纖。
[0008]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述護(hù)套和絕緣包層材料均采用高絕緣阻水材料。
[0009]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述高絕緣阻水材料為PE或PVC或低煙無鹵材料。
[0010]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述絕緣包層垂直截面為圓形。
[0011]碳纖維絲和供電導(dǎo)線還對(duì)光纜起到加筋作用，增強(qiáng)光纜的抗拉與抗折強(qiáng)度。
[0012]本發(fā)明一種新型復(fù)合傳感光纜提出將光纜內(nèi)的感溫光纖加熱到溫度明顯高于環(huán)境溫度，當(dāng)有流體流過光纜時(shí)，流體會(huì)帶走熱量，使感溫光纖降溫，從而達(dá)到監(jiān)測(cè)滲漏的效果。本發(fā)明采用了阻值大、發(fā)熱均勻、且抗拉強(qiáng)度高的碳纖維絲作為加熱元件和加筋體，和感溫光纖、供電導(dǎo)線等過塑為功能型測(cè)溫光纜，碳纖維絲和供電導(dǎo)線還對(duì)光纜起到加筋作用，增強(qiáng)光纜的抗拉與抗折強(qiáng)度。
[0013]當(dāng)給碳纖維絲通電，碳纖維絲就會(huì)發(fā)熱，感溫光纖就會(huì)被加熱升溫，升溫的幅度及速率與光纜周圍的介質(zhì)密切相關(guān)，當(dāng)光纜周圍有流動(dòng)的氣體、水或油等經(jīng)過時(shí)，就會(huì)把光纜的熱量帶走，光纜溫度就會(huì)下降。采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)，通過光纜中內(nèi)置感溫光纖即可測(cè)得本發(fā)明的空間每一點(diǎn)溫度。對(duì)本發(fā)明的碳纖維絲通電加熱，當(dāng)滲漏發(fā)生時(shí)，在光纜測(cè)溫曲線上就會(huì)形成低溫異常及升溫速率異常，據(jù)此原理可對(duì)流體滲漏進(jìn)行探測(cè)和定位。為了增大加熱距離，本發(fā)明采用平行電纜，交叉與碳纖維絲連接，形成并聯(lián)電路供電加熱，通過此供電方式，采用市電就可完成2km以上的光纜加熱，實(shí)現(xiàn)了滲漏長距離探測(cè)。
[0014]本發(fā)明一種新型復(fù)合傳感光纜的有益效果主要表現(xiàn)為:
1.采用碳纖維絲在光纜內(nèi)加熱，實(shí)現(xiàn)了均勻加熱；
2.采用平行電纜，交叉與碳纖維絲連接，形成并聯(lián)電路供電加熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纜的長距離(2km以上)加熱，以及對(duì)滲漏的長距離探測(cè)；
3.采用光纜作為測(cè)溫器件，具有分布式測(cè)量、測(cè)試距離長、施工簡單及長期穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)；
4.光纜的抗拉與抗折強(qiáng)度更大。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1本發(fā)明實(shí)施例1結(jié)構(gòu)橫截面圖。
[0016]圖2本發(fā)明等效電路不意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明供電方式示意圖。
[0018]圖4本發(fā)明現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用示意圖。
[0019]圖5本發(fā)明實(shí)施例2結(jié)構(gòu)橫截面圖。
[0020]圖6本發(fā)明實(shí)施例3結(jié)構(gòu)橫截面圖。
[0021]其中1.感溫光纖；2.碳纖維絲；3.護(hù)套；4.供電導(dǎo)線；5.絕緣包層；6.導(dǎo)電端子。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0023]實(shí)施例1:參照附圖1、附圖2、附圖3和附圖4。
[0024]一種新型復(fù)合傳感光纜，包括碳纖維絲2、感溫光纖1、供電導(dǎo)線4、護(hù)套3和絕緣包層5。所述感溫光纖I為I根，所述供電導(dǎo)線4為I對(duì)。所述碳纖維絲2與周圍的供電導(dǎo)線4交叉連接以形成并聯(lián)電路，同時(shí)供電，利用碳纖維絲2通電后會(huì)發(fā)熱實(shí)現(xiàn)對(duì)光纜長距離均勻加熱。所述感溫光纖I被碳纖維絲2包裹，或所述感溫光纖I與碳纖維絲2平行布設(shè)，碳纖維絲2通電發(fā)熱，就可對(duì)感溫光纖I進(jìn)行均勻加熱。采用一并成纜的兩根供電導(dǎo)線4負(fù)責(zé)供電，所述供電導(dǎo)線4粗細(xì)與供電距離大小成正比。所述護(hù)套3和絕緣包層5材料均采用高絕緣阻水材料。所述高絕緣阻水材料為PE或PVC或低煙無鹵材料。所述供電導(dǎo)線為2?4mm多股銅線。所述碳纖維絲2分為長30?50m等同內(nèi)阻的若干段。本實(shí)施例采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)以實(shí)現(xiàn)沿線各點(diǎn)溫度的測(cè)量。
[0025]本實(shí)施例中，光纜結(jié)構(gòu)為所述的供電導(dǎo)線4、碳纖維絲2和感溫光纖I由絕緣包層5包裹，感溫光纖I被碳纖維絲2所包圍，形成一加熱中心包裹束，外覆有絕緣護(hù)套3，兩根供電導(dǎo)線4與感溫光纖I平行布放，過絕緣護(hù)套3保護(hù)成纜。其實(shí)施過程主要如下:(I)通過放線設(shè)備將感溫光纖I同周圍平行布設(shè)4-6股碳纖維絲2 —起放出，經(jīng)過過塑擠壓設(shè)備，覆蓋護(hù)套3后，成一纜；(2)然后每間隔30?50米在光纜上剝離一個(gè)I?2cm窗口，將碳纖維絲2的外層絕緣護(hù)套3剝離，露出碳纖維絲2 ; (3)將兩根供電導(dǎo)線4放在加熱光纜兩側(cè)平行排布；(4)為了解決給加熱光纜長距離供電，采用交叉接線形成并聯(lián)電路形式給光纜的碳纖維絲2供電加熱，利用導(dǎo)電端子6在剝離出的窗口處將碳纖維絲2與供電導(dǎo)線4進(jìn)行連接，連接順序?yàn)樽笥夜╇妼?dǎo)線4依次交叉連接，兩根供電導(dǎo)線4 一根接正極，一根接負(fù)極，形成如圖2所示的供電電路；(5)連接好后的感溫光纖1、碳纖維絲2、護(hù)套3和供電導(dǎo)線4再次經(jīng)過擠塑機(jī)披覆一層絕緣包層5，將正負(fù)極供電導(dǎo)線4絕緣隔離，并保護(hù)成纜；(6)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用時(shí)，如圖3所示，首先將本發(fā)明一種新型復(fù)合傳感光纜埋設(shè)到監(jiān)測(cè)物中或貼在監(jiān)測(cè)物表面上，將供電導(dǎo)線4接通電源，這樣每一段碳纖維絲2上都作用一個(gè)相同的工作電壓，碳纖維絲2均勻發(fā)熱，將內(nèi)置感溫光纖I接通到光纖分布式測(cè)試儀(DTS)中對(duì)光纜內(nèi)溫度進(jìn)行分布式測(cè)量；(7) —旦滲流發(fā)生，將帶走本發(fā)明一種新型復(fù)合傳感光纜中的熱量，參見圖3，根據(jù)光纖各部位的測(cè)得溫度分布異常、升溫速率、斷電降溫速率等指標(biāo)，判斷滲漏是否產(chǎn)出及產(chǎn)生部位，達(dá)到滲漏和含水量定性測(cè)試的目的。
[0026]實(shí)施例2:參照?qǐng)D5。本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行了結(jié)構(gòu)變形。將2根感溫光纖I放到碳纖維絲2的外側(cè),兩根感溫光纖I可以有單模-多模50/125、多模50/125-多模62.5/125、雙多模50/125或多模62.5/125等組合，并用不同涂覆顏色加以區(qū)分。所述光纜是通過溫度變化來監(jiān)測(cè)滲漏的，而針對(duì)溫度變化監(jiān)測(cè)的儀器，有的是采用單模光纖，有的采用多模光纖，所以針對(duì)不同的儀器對(duì)光纖的要求，采取了以上組合，以便適應(yīng)不同類型的光纖測(cè)溫儀器，確保能滿足不同儀器測(cè)溫的需求，提升其兼容性。一般測(cè)溫只用一根光纖即可，另一根光纖是作為備用光纖。
[0027]實(shí)施例3:參照?qǐng)D6。本實(shí)施例在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上進(jìn)行了變形，所述傳感光纜絕緣包層垂直截面設(shè)計(jì)成圓形，便于光纜在埋入式工程中鋪設(shè)，防止光纜扭轉(zhuǎn)破壞。
[0028]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
[0029]不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于特定的實(shí)施方式，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，包括碳纖維絲、感溫光纖、供電導(dǎo)線、護(hù)套和絕緣包層，所述的碳纖維絲、感溫光纖、供電導(dǎo)線和護(hù)套由絕緣包層包裹，所述的碳纖維絲由護(hù)套包裹。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，所述感溫光纖為I根以上，所述供電導(dǎo)線為I對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，所述碳纖維絲與周圍的供電導(dǎo)線交叉連接以形成并聯(lián)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，所述感溫光纖被碳纖維絲包裹。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，所述感溫光纖與碳纖維絲平行布設(shè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，所述感溫光纖為2根，所述感溫光纖位于碳纖維絲的外側(cè)，所述2根感溫光纖為單模光纖或/和多模光纖。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，采用一并成纜的兩根供電導(dǎo)線負(fù)責(zé)供電，所述供電導(dǎo)線粗細(xì)與供電距離大小成正比。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，所述護(hù)套和絕緣包層材料均采用高絕緣阻水材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，所述高絕緣阻水材料為PE或PVC或低煙無鹵材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，所述供電導(dǎo)線為直徑2?4_多股銅線。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，所述碳纖維絲分為長30?50m等同內(nèi)阻的若干段。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，所述新型復(fù)合傳感光纜采用分布式光纖測(cè)溫技術(shù)檢測(cè)所述復(fù)合傳感光纜與環(huán)境的溫差。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型復(fù)合傳感光纜，其特征在于，所述絕緣包層垂直截面為圓形。
【文檔編號(hào)】H01B11/22GK104183334SQ201310204280
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月28日
【發(fā)明者】魏廣慶, 施斌, 李書華, 許鳳高, 盧俊武, 張黎亮 申請(qǐng)人:蘇州南智傳感科技有限公司