《一种新型复合传感光缆.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种新型复合传感光缆.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104183334A43申请公布日20141203CN104183334A21申请号201310204280322申请日20130528H01B11/2220060171申请人苏州南智传感科技有限公司地址215121江苏省苏州市工业园区仁爱路150号72发明人魏广庆施斌李书华许凤高卢俊武张黎亮54发明名称一种新型复合传感光缆57摘要本发明公开了一种新型复合传感光缆，包括碳纤维丝、感温光纤、供电导线、护套和绝缘包层，所述的碳纤维丝、感温光纤、供电导线和护套由绝缘包层包裹，所述的碳纤维丝由护套包裹。所述感温光纤为1根以上，所述供电导线为1对。所述碳纤维丝与周围的供电导线交叉连接以。
2、形成并联电路，同时供电，利用碳纤维丝通电后会发热实现对光缆长距离均匀加热。所述感温光纤被碳纤维丝包裹，或所述感温光纤与碳纤维丝平行布设，碳纤维丝通电发热，就可对光纤进行均匀加热。采用分布式光纤测温技术以实现沿线各点温度的测量。其能对光缆长距离（2KM以上）均匀加热，以及对长距离渗漏进行探测。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图4页10申请公布号CN104183334ACN104183334A1/1页21一种新型复合传感光缆，其特征在于，包括碳纤维丝、感温光纤、供电导线、护套和绝缘包层，所述的碳纤维丝、感温光纤。
3、、供电导线和护套由绝缘包层包裹，所述的碳纤维丝由护套包裹。2根据权利要求书1所述的一种新型复合传感光缆，其特征在于，所述感温光纤为1根以上，所述供电导线为1对。3根据权利要求1或2所述的一种新型复合传感光缆，其特征在于，所述碳纤维丝与周围的供电导线交叉连接以形成并联电路。4根据权利要求1或2所述的一种新型复合传感光缆，其特征在于，所述感温光纤被碳纤维丝包裹。5根据权利要求1或2所述的一种新型复合传感光缆，其特征在于，所述感温光纤与碳纤维丝平行布设。6根据权利要求1或2所述的一种新型复合传感光缆，其特征在于，所述感温光纤为2根，所述感温光纤位于碳纤维丝的外侧，所述2根感温光纤为单模光纤或/和多模。
4、光纤。7根据权利要求3所述的一种新型复合传感光缆，其特征在于，采用一并成缆的两根供电导线负责供电，所述供电导线粗细与供电距离大小成正比。8根据权利要求1或2所述的一种新型复合传感光缆，其特征在于，所述护套和绝缘包层材料均采用高绝缘阻水材料。9根据权利要求8所述的一种新型复合传感光缆，其特征在于，所述高绝缘阻水材料为PE或PVC或低烟无卤材料。10根据权利要求1或2所述的一种新型复合传感光缆，其特征在于，所述供电导线为直径24MM多股铜线。11根据权利要求1或2所述的一种新型复合传感光缆，其特征在于，所述碳纤维丝分为长3050M等同内阻的若干段。12根据权利要求1或2所述的一种新型复合传感光缆，。
5、其特征在于，所述新型复合传感光缆采用分布式光纤测温技术检测所述复合传感光缆与环境的温差。13根据权利要求1或2所述的一种新型复合传感光缆，其特征在于，所述绝缘包层垂直截面为圆形。权利要求书CN104183334A1/3页3一种新型复合传感光缆技术领域0001本发明涉及一种新型传感媒介，尤其涉及一种可用于大坝渗漏、油气渗漏、水管渗漏、地下水流及岩土体含水量监测的一种新型传感光缆。技术背景0002分布式光纤测温技术（DTS）采用光缆作为探测器件，具有分布式测量、测试距离长、施工简单及长期稳定性高等优点，现已被广泛应用于火灾消防、电缆测温、混凝土测温及渗漏监测等领域，为了能够得到更佳的监测效果，各种。
6、具有特定传感特性的功能性光缆也在不断发明创造中。0003利用分布式测温技术进行渗漏监测已在部分工程项目中应用，可是实际使用效果不佳，其原因在于渗漏物质温度和环境温度差异太小，如坝体渗漏、水管渗漏时，渗流水在周边岩土体中运移同时也发生相互热交换，渗流液与周围环境温度就相当，通过测温度分布异常的技术方法就无法判别渗流发生与否。若有一种自身可发热测温光缆，当渗流经过光缆周围时，由于光缆温度高于环境温度，发生热交换，导致光缆温度所降低，就可有效对渗漏进行分布式测温探测。现有该类产品采用的技术是将金属电加热丝与光纤进行平行铺设，然后对电加热丝进行通电发热，达到对光缆中光纤加热的目的，可是在实际中存在众多。
7、问题（1）加热不均匀。电加热丝与光纤点式接触，在接触点部位温度很高，甚至发生光纤烫伤护套断裂，在非接触点光纤温度低，温度分布不均，探测效果不佳；（2）电阻丝阻值比较小。要达到均匀的加热效果就需要电阻丝做的很细，细的电阻丝在施工中极易发生断裂而无法完成加热；（3）光缆加热距离短。由于采用市电加热，电压有限，加热距离往往仅有几百米，无法满足大型工程的实际监测需求。发明一种能够均匀加热、强度高且加热距离长的内加热光缆具有十分重要的意义和应用前景。发明内容0004本发明所要解决的技术问题是提供一种能长距离均匀发热，方便施工，且对大坝渗漏、管道渗漏、地下渗流等进行长距离、长期有效监测现场渗漏的感测光缆。。
8、0005本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是一种新型复合传感光缆，其特征在于，包括碳纤维丝、感温光纤、供电导线、护套和绝缘包层，所述的碳纤维丝、感温光纤、供电导线和护套由绝缘包层包裹，所述的碳纤维丝由护套包裹。所述感温光纤为1根以上，所述供电导线为1对。所述碳纤维丝与周围的供电导线交叉连接以形成并联电路。采用一并成缆的两根供电导线负责供电，所述供电导线粗细与供电距离大小成正比。所述供电导线为直径24MM多股铜线。所述碳纤维丝分为长3050M等同内阻的若干段。所述新型复合传感光缆采用分布式光纤测温技术检测所述复合传感光缆与环境的温差。0006作为上述方案的进一步优化，所述感温光纤被碳纤维丝包。
9、裹，或者所述感温光纤与碳纤维丝平行布设。0007作为上述方案的进一步优化，所述感温光纤为2根，所述感温光纤位于碳纤维丝说明书CN104183334A2/3页4的外侧，所述2根感温光纤为单模光纤或/和多模光纤。0008作为上述方案的进一步优化，所述护套和绝缘包层材料均采用高绝缘阻水材料。0009作为上述方案的进一步优化，所述高绝缘阻水材料为PE或PVC或低烟无卤材料。0010作为上述方案的进一步优化，所述绝缘包层垂直截面为圆形。0011碳纤维丝和供电导线还对光缆起到加筋作用，增强光缆的抗拉与抗折强度。0012本发明一种新型复合传感光缆提出将光缆内的感温光纤加热到温度明显高于环境温度，当有流体流过。
10、光缆时，流体会带走热量，使感温光纤降温，从而达到监测渗漏的效果。本发明采用了阻值大、发热均匀、且抗拉强度高的碳纤维丝作为加热元件和加筋体，和感温光纤、供电导线等过塑为功能型测温光缆，碳纤维丝和供电导线还对光缆起到加筋作用，增强光缆的抗拉与抗折强度。0013当给碳纤维丝通电，碳纤维丝就会发热，感温光纤就会被加热升温，升温的幅度及速率与光缆周围的介质密切相关，当光缆周围有流动的气体、水或油等经过时，就会把光缆的热量带走，光缆温度就会下降。采用分布式光纤测温技术，通过光缆中内置感温光纤即可测得本发明的空间每一点温度。对本发明的碳纤维丝通电加热，当渗漏发生时，在光缆测温曲线上就会形成低温异常及升温速率。
11、异常，据此原理可对流体渗漏进行探测和定位。为了增大加热距离，本发明采用平行电缆，交叉与碳纤维丝连接，形成并联电路供电加热，通过此供电方式，采用市电就可完成2KM以上的光缆加热，实现了渗漏长距离探测。0014本发明一种新型复合传感光缆的有益效果主要表现为1采用碳纤维丝在光缆内加热，实现了均匀加热；2采用平行电缆，交叉与碳纤维丝连接，形成并联电路供电加热，实现对光缆的长距离（2KM以上）加热，以及对渗漏的长距离探测；3采用光缆作为测温器件，具有分布式测量、测试距离长、施工简单及长期稳定性高等优点；4光缆的抗拉与抗折强度更大。附图说明0015图1本发明实施例1结构横截面图。0016图2本发明等效电路。
12、示意图。0017图3是本发明供电方式示意图。0018图4本发明现场应用示意图。0019图5本发明实施例2结构横截面图。0020图6本发明实施例3结构横截面图。0021其中1感温光纤；2碳纤维丝；3护套；4供电导线；5绝缘包层；6导电端子。具体实施方式0022下面结合附图和本发明的具体实施例对本发明作进一步的详细描述。0023实施例1参照附图1、附图2、附图3和附图4。0024一种新型复合传感光缆，包括碳纤维丝2、感温光纤1、供电导线4、护套3和绝缘包层5。所述感温光纤1为1根，所述供电导线4为1对。所述碳纤维丝2与周围的供电导线说明书CN104183334A3/3页54交叉连接以形成并联电路，。
13、同时供电，利用碳纤维丝2通电后会发热实现对光缆长距离均匀加热。所述感温光纤1被碳纤维丝2包裹，或所述感温光纤1与碳纤维丝2平行布设，碳纤维丝2通电发热，就可对感温光纤1进行均匀加热。采用一并成缆的两根供电导线4负责供电，所述供电导线4粗细与供电距离大小成正比。所述护套3和绝缘包层5材料均采用高绝缘阻水材料。所述高绝缘阻水材料为PE或PVC或低烟无卤材料。所述供电导线为24MM多股铜线。所述碳纤维丝2分为长3050M等同内阻的若干段。本实施例采用分布式光纤测温技术以实现沿线各点温度的测量。0025本实施例中，光缆结构为所述的供电导线4、碳纤维丝2和感温光纤1由绝缘包层5包裹，感温光纤1被碳纤维丝。
14、2所包围，形成一加热中心包裹束，外覆有绝缘护套3，两根供电导线4与感温光纤1平行布放，过绝缘护套3保护成缆。其实施过程主要如下（1）通过放线设备将感温光纤1同周围平行布设46股碳纤维丝2一起放出，经过过塑挤压设备，覆盖护套3后，成一缆；（2）然后每间隔3050米在光缆上剥离一个12CM窗口，将碳纤维丝2的外层绝缘护套3剥离，露出碳纤维丝2；（3）将两根供电导线4放在加热光缆两侧平行排布；（4）为了解决给加热光缆长距离供电，采用交叉接线形成并联电路形式给光缆的碳纤维丝2供电加热，利用导电端子6在剥离出的窗口处将碳纤维丝2与供电导线4进行连接，连接顺序为左右供电导线4依次交叉连接，两根供电导线4一。
15、根接正极，一根接负极，形成如图2所示的供电电路；（5）连接好后的感温光纤1、碳纤维丝2、护套3和供电导线4再次经过挤塑机披覆一层绝缘包层5，将正负极供电导线4绝缘隔离，并保护成缆；（6）现场监测应用时，如图3所示，首先将本发明一种新型复合传感光缆埋设到监测物中或贴在监测物表面上，将供电导线4接通电源，这样每一段碳纤维丝2上都作用一个相同的工作电压，碳纤维丝2均匀发热，将内置感温光纤1接通到光纤分布式测试仪（DTS）中对光缆内温度进行分布式测量；（7）一旦渗流发生，将带走本发明一种新型复合传感光缆中的热量，参见图3，根据光纤各部位的测得温度分布异常、升温速率、断电降温速率等指标，判断渗漏是否产出。
16、及产生部位，达到渗漏和含水量定性测试的目的。0026实施例2参照图5。本实施例在实施例1的基础上进行了结构变形。将2根感温光纤1放到碳纤维丝2的外侧，两根感温光纤1可以有单模多模50/125、多模50/125多模625/125、双多模50/125或多模625/125等组合，并用不同涂覆颜色加以区分。所述光缆是通过温度变化来监测渗漏的，而针对温度变化监测的仪器，有的是采用单模光纤，有的采用多模光纤，所以针对不同的仪器对光纤的要求，采取了以上组合，以便适应不同类型的光纤测温仪器，确保能满足不同仪器测温的需求，提升其兼容性。一般测温只用一根光纤即可，另一根光纤是作为备用光纤。0027实施例3参照图6。
17、。本实施例在实施例1的基础上进行了变形，所述传感光缆绝缘包层垂直截面设计成圆形，便于光缆在埋入式工程中铺设，防止光缆扭转破坏。0028上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。0029不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。说明书CN104183334A1/4页6图1图2说明书附图CN104183334A2/4页7图3说明书附图CN104183334A3/4页8图4图5说明书附图CN104183334A4/4页9图6说明书附图CN104183334A。