一种用于水听器系统的光电复合拖曳缆.pdf

本发明涉及一种用于水听器系统的光电复合拖曳缆，包括有屏蔽信号线、电源线、光单元和外护套，其特征在于所述的屏蔽信号线位于缆的中心，所述的电源线和光单元绞合在屏蔽信号线周围形成缆芯，在缆芯外包覆非金属加强件，非金属加强件外包覆外护套。本发明采用低密度或中密度聚乙烯，以保证光电复合拖曳缆的密度稍大于海水，利用海水浮力降低水听器系统中的能源损耗；光纤为高强度抗弯单模光纤，并在缆结构和工艺中实现扭矩平衡，控制光纤的传输损耗，以保证光信号传输的可靠性，获得更好的探测效果；本发明抗拉抗扭强度高，并保证光缆的柔软性，具有优良的传输稳定性和可靠性。

权利要求书1.  一种用于水听器系统的光电复合拖曳缆，包括有屏蔽信号线、电源线、光单元和外护套，其特征在于所述的屏蔽信号线位于缆的中心，所述的电源线和光单元绞合在屏蔽信号线周围形成缆芯，在缆芯外包覆非金属加强件，非金属加强件外包覆外护套。2.  根据权利要求1所述的用于水听器系统的光电复合拖曳缆，其特征在于在缆芯外绕包无纺布绕包带，且无纺布绕包带位于非金属加强件之内。3.  根据权利要求1或2所述的用于水听器系统的光电复合拖曳缆，其特征在于所述的非金属加强件外包覆编织紧固层；所述的非金属加强件由双层S/Z旋向卷缠芳纶纤维组成，即包括有两层芳纶纤维，一层为S旋向，另一层为Z旋向。4.  根据权利要求1或2所述的用于水听器系统的光电复合拖曳缆，其特征在于所述的光单元包括光纤和套装光纤的不锈钢复合管，所述的不锈钢复合管由柔性不锈钢管外包覆高强塑料护套构成。5.  根据权利要求4所述的用于水听器系统的光电复合拖曳缆，其特征在于所述的光纤为高强度抗弯单模光纤，在不锈钢复合管内还充填有吸水凝胶体。6.  根据权利要求1或2所述的用于水听器系统的光电复合拖曳缆，其特征在于所述的屏蔽信号线为屏蔽双绞线信号线。7.  根据权利要求1或2所述的用于水听器系统的光电复合拖曳缆，其特征在于所述的电源线包括金属导线和绝缘层，所述的金属导线为镀银铜线绞合导线，所述的绝缘层为低密度聚乙烯绝缘层。8.  根据权利要求1或2所述的用于水听器系统的光电复合拖曳缆，其特征在于在缆芯间隙中填充密封材料。9.  根据权利要求4所述的用于水听器系统的光电复合拖曳缆，其特征在于所述拖曳缆的抗拉强度大于或等于80Mpa。10.  根据权利要求1或2所述的用于水听器系统的光电复合拖曳缆，其特征在于所述外护套、屏蔽双绞线护套、电源线绝缘层均为低密度聚乙烯材料，其中低密度聚乙烯材料的密度为0.918～0.925 g/cm3，占缆体积的75～87%；电源线的镀银铜线的密度约为8.92 g/cm3，占缆体积的3～6%；无纺布编织层、芳纶加强层密度为0.90-1.1g/cm3，约占缆体积的5～12%；其余材料占缆体积的3～8%；通过缆尺寸与材料的选择可控制缆的密度≤1.15g/cm3。

说明书一种用于水听器系统的光电复合拖曳缆
技术领域
本发明涉及一种光电复合的拖曳缆，主要用于水听器系统，具有发送、接收和传递光信号的功能。
背景技术
大规模光纤水听器系统在获得海底地址结构参数、海底石油分布、海洋环境参量和水下目标信息等方面具有重要意义。在实际应用中，从光源发出的光，经拖曳光缆传送到水下光纤水听器系统，水声信号经各个光纤水听器转变为光信号，这些含有水声信息的光再经拖曳光缆传送到光电信号处理，经光电信号处理解调得到多路数字声信号。
光电复合拖曳缆是水听器系统中的关键元件，其在水听器系统中的工作方式就是将激光信号传入水听器中，再将水听器转换的光信号传输到陆地或船舶上的光电接收机。在使用时需要满足缆径小，光信号传输可靠、缆无扭力、柔软性等要求。
公布号为CN 204066874U，名称为一种新型光电复合水密拖曳缆，包括光单元与电源线组成的光电单元、内护套、抗拉层和外护套；其中所述光单元通过在紧包光纤外添加芳纶增强层和包覆一层聚氨酯护套制成；所述抗拉层采用内外层芳纶SZ绞合再在最外层编织一层芳纶，在所述拖曳缆中所有空隙填充有阻水密封胶使电缆整体无缝隙。它具抗拉和高水密的特点。但该拖曳缆忽略海水水流冲击对其形成的扭力，抗扭性能较差，难以确保光电信号传输的可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足提供了一种用于水听器系统的光电混合拖曳缆，它不仅功能多，通信功能优良，抗拉抗弯性能强，而且具备有更好的抗扭强度，使光缆运行的可靠性得到进一步的提高。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：
包括有屏蔽信号线、电源线、光单元和外护套，其特征在于所述的屏蔽信号线位于缆的中心，所述的电源线和光单元绞合在屏蔽信号线周围形成缆芯，在缆芯外包覆非金属加强件，非金属加强件外包覆外护套。
按上述方案，在缆芯外绕包无纺布绕包带，且无纺布绕包带位于非金属加强件之内。
按上述方案，所述的非金属加强件外包覆编织紧固层。
按上述方案，所述的非金属加强件由双层S/Z旋向卷缠芳纶纤维组成，即包括有两层芳纶纤维，一层为S旋向，另一层为Z旋向。
按上述方案，所述的光单元包括光纤和套装光纤的不锈钢复合管，所述的不锈钢复合管由柔性不锈钢管外包覆高强塑料护套构成。
按上述方案，所述的光纤为高强度抗弯单模光纤，在不锈钢复合管内还充填有吸水凝胶体。
按上述方案，所述的屏蔽信号线为屏蔽双绞线信号线。
按上述方案，所述的电源线包括金属导线和绝缘层，所述的金属导线为镀银铜线绞合导线，所述的绝缘层为低密度聚乙烯绝缘层。
按上述方案，在缆芯间隙中填充密封材料，所述的密封材料为沥青等高粘度材料。
按上述方案，所述的外护套为低密度或中密度聚乙烯外护套。
按上述方案，所述拖曳缆的抗拉强度大于或等于80Mpa。
按上述方案，所述外护套、屏蔽双绞线护套、电源线绝缘层均为低密度聚乙烯材料，其中低密度聚乙烯材料的密度为0.918～0.925 g/cm3，占缆体积的75～87%；电源线的镀银铜线的密度约为8.92 g/cm3，占缆体积的3～6%；无纺布编织层、芳纶加强层密度为0.90-1.1g/cm3，约占缆体积的5～12%；其余材料占缆体积的3～8%；通过缆尺寸与材料的选择可控制缆的密度≤1.15g/cm3。
本发明的有益效果在于：1. 本发明将信号传输与电力传输结合在一起，降低缆的尺寸，同时，光电复合缆中电源线绝缘层、光单元绝缘层以及外护套都是采用低密度或中密度聚乙烯，以保证光电复合拖曳缆的密度稍大于海水，利用海水浮力降低水听器系统中的能源损耗；2.光电复合拖曳缆中光单元使用的光纤为高强度抗弯单模光纤，并在缆结构和工艺中实现扭矩平衡，控制光纤的传输损耗，以保证光信号传输的可靠性，获得更好的探测效果；3.在光单元的复合管中填充凝胶并在缆芯外填充密封材料，保证了光电复合拖曳缆的密封性；4.缆芯中包括屏蔽双绞线信号线、电源线和不锈钢复合管，缆中使用的加强元件为双层芳纶加强材料，使得缆的抗拉强度大大增强，同时，采用双层S/Z卷缠芳纶纤维绞合方式，不仅消除绞合产生的扭力，而且也可提高缆的抗扭强度，并保证光缆的柔软性，本缆具有优良的传输稳定性和可靠性。
附图说明
图1为本发明一个实施例的径向剖面结构图。
图2为本发明一个实施例的光单元的径向剖面结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式进一步详细说明本发明。
本发明的实施例如图1、2所示，包括有1根屏蔽信号线1、2根电源线3、6根光单元4和外护套8，所述的屏蔽信号线为屏蔽双绞线信号线外包绝缘层2，屏蔽信号线位于缆的中心，所述的电源线和光单元绞合在屏蔽信号线周围形成缆芯；其中，电源线包括金属导线和绝缘层，所述的金属导线为镀银铜线绞合导线，所述的绝缘层为低密度聚乙烯绝缘层；所述的光单元包括光纤9和套装光纤的不锈钢复合管，所述的不锈钢复合管由柔性不锈钢管11外包覆高强塑料护套12构成，不锈钢塑料复合管可由0.1mm~0.15mm厚度的不锈钢管外挤包一层0.1~0.2mm厚的PBT高强度塑料制成，所述的光纤为高强度抗弯单模光纤，在不锈钢复合管内还充填有吸水凝胶体10，吸水凝胶体为吸水膨胀材料。在缆芯间隙中填充密封材料，所述的密封材料为沥青等高粘度材料。在缆芯外绕包无纺布绕包带5，再包覆非金属加强件6，所述的非金属加强件由双层S/Z旋向卷缠芳纶纤维组成，即由两层芳纶纤维组成，一层为S旋向，另一层为Z旋向，能消除缆绞合产生的扭力，并提高缆的抗扭性能。非金属加强件外包覆编织紧固层7，缆的最外层为外护套8，外护套为低密度或中密度聚乙烯外护套。
通过缆尺寸与材料的选择可控制缆的密度≤1.15g/cm 3。其中低密度聚乙烯材料的密度为0.918～0.925 g/cm3，约占缆体积的87%；电源线的镀银铜线的密度约为8.92 g/cm3，约占缆体积的3%；无纺布编织层、芳纶加强层密度为0.90-1.1g/cm3，约占缆体积的8%；其它沥青、凝胶体约占缆体积的3%；缆的密度为1.146 g/cm 3。所述拖曳缆的抗拉强度大于或等于80Mpa。