分布式光纖傳感器的成纜結構制造技術

本實用新型專利技術涉及一種分布式光纖傳感器的成纜結構，它是由傳感光纜、傳輸參考光纜構成的截面為８字型光纜，小半徑的傳感光纜和大半徑的傳輸參考光纜，連接在一起，共同構成分布式傳感光纖光纜，構成可為分散式、并列式、緊湊式或內嵌式結構，傳輸參考光纜其構成方式可以是層絞式結構、骨架式結構或中心束管式結構，傳感光纜的構成為骨架式結構或中心束管式結構，這樣的結構設計，既不影響通信系統傳輸，又可做為傳感器的參考光纖，使參考光纖盡量減弱外界空間物理場對其的影響，起到參考光纖的作用，使傳感光纖處于外界空間物理場調制的靈敏狀態，起到傳感光纖的作用。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種分布式光纖傳感器的成纜結構。
技術介紹
分布式光纖傳感器因其可測量徑向空間物理場的振動、壓力、應力、溫度、輻射等量，引起人們的極大關注。依照空間物理場的振動、壓力、溫度、輻射等等物理量對光纖的所傳送的光的強度、相位、偏振態、頻率進行調制的原理提出了大量分布式光纖傳感的模型。同時，提出對空間物理場的振動、壓力、應力、溫度、輻射等等物理量對光纖的所傳送的光的強度、相位、偏振態、頻率進行調制的分布點進行定位的方法主要有各種光時域法，差頻法、時延法、不平衡的干涉法等。上述分布式光纖傳感器(系統)的兩個方面即提高傳感靈敏度和準確定位的研究存在著內在的矛盾。解決這個矛盾的方法提出了引進參考光纖作為標準信號和將傳感光纖按物理量不同，增加敏感涂層形成傳感信號，便于比較和進行信號分析，很明顯存在不易工程化和商品化的問題。
技術實現思路
本技術的目的就是按現有的光纖成纜設備和工藝流程，光纖成纜內的加強元件和光纖成纜內護層不做較大改變的原則，改變分布式光纖傳感器(系統)的成纜結構，解決分布式光纖傳感器(系統)的工程化和商品化的問題。本技術的方案是這樣實現的它是由傳感光纜、傳輸參考光纜構成的截面為8字型光纜，小半徑的傳感光纜，大半徑的傳輸參考光纜，連接在一起，共同構成分布式傳感光纖光纜，構成可為分散式、并列式、緊湊式或內嵌式結構；對于傳輸參考光纜，其構成方式可以是層絞式結構、骨架式結構或中心束管式結構，層絞式結構是由一根加強構件位于光纜中心，光纖束呈梅花形位于光纖松套內，光纖松套緊密位于加強構件的周圍，外套光纜護套管；骨架式結構是由一根加強構件位于光纜中心，光纖束數呈不等量松散狀位于光纖松套內，光纖松套位于加強構件的周圍緊靠光纜護套管處，外套光纜護套管；中心束管式結構是由一根光纖松套位于光纜中心，光纖松套內的光纖束呈梅花形位于光纖松套內，加強構件緊密位于光纖松套的周圍，外套光纜護套管；為使光纜外觀圓整，光纖之間、光纖松套之間、光纖松套和加強構件之間可用填充繩、填充復合物填補空位，光纜護套管內可用包帶及扎紗將光纜芯包扎緊，包帶材料應是強度足夠的聚酯帶、聚酯無紡布帶、吸水膨脹帶或其它合適的帶材，包帶層可以縱包也可以繞包，縱包層外允許再有扎紗；光纜常用護套有鋁-聚乙烯粘結護套、鋼-聚乙烯粘結護套、聚乙烯護套和鋼絲鎧裝等護套，在深水中宜用金屬密封護套；可用外護套套在光纜護套管外，外護套用黑色聚乙烯或聚乙烯烴共聚物或半硬聚氯乙烯材料。傳輸參考光纜內的光纖可做為傳感器的參考光纖，也可做為傳輸網的傳輸光纖用。這樣的結構設計，即不影響通信系統傳輸又可做為本傳感器的參考光纖，使參考光纖盡量減弱外界空間物理場對其的影響，起到參考光纖的作用。對于傳感光纜，其構成為骨架式結構或中心束管式結構。骨架式結構有一光纜支架，加強構件位于光纜支架中心，光纖松套管位于光纜支架邊緣，傳感光纖束位于光纖松套管中，外套護套；中心束管式結構是松套管位于光纜中心，內置傳感光纖束，外套護套；管內可填充混合物、撕裂繩以及包帶及扎紗將光纜芯包扎緊。其構成材料同。這樣的結構設計，使傳感光纖處于外界空間物理場的調制的靈敏狀態，起到傳感光纖的作用。由于光纜為8字型相連，其強度由于金屬及非金屬護套和中心加強件的作用，可采取直埋方式施工，同時保持普通光纜強度。緊骨架結構設計，不僅提高靈敏度，感知外界空間物理場的變化，而且是為了起到接頭防進水的作用。對于內8字型光纜的組成結構，層絞式光纜中可以將一個束管及其以內的所有結構，替換成傳感光纜中心束管式結構以內的傳感結構；骨架式結構可以將1個光纜槽替換成中心束管式結構中傳感光纜骨架式結構；中心束管式結構可以將加強構件替換成傳感光纜的骨架式結構或中心束管式結構。對于傳感和參考光纖的選用，按實際測量量的要求(靈敏度和定位精度)，本技術可提供普通單模光纖，多模光纖，單模光纖和多模光纖混用，各類特種光纖，如保偏光纖、高雙折射光纖和純單模光纖、光柵光纖等的成纜實際應用的工程化結構系統。依照空間物理場的振動、壓力、溫度、輻射等物理量對光纖的所傳送的光的強度、相位、偏振態、頻率進行調制的原理提出了大量分布式光纖傳感的模型。同時，提出對空間物理場的振動、壓力、溫度、輻射等等物理量對光纖的所傳送的光的強度、相位、偏振態、頻率進行調制的分布點進行定位的方法主要有各種光時域法，差頻法、時延法、不平衡的干涉法等。上述分布式光纖傳感器(系統)的兩個方面即提高傳感靈敏度和準確定位的研究存在著內在的矛盾。解決這個矛盾的方法提出了引進參考光纖作為標準信號和將傳感光纖按物理量不同增加敏感涂層形成傳感信號，便于比較和進行信號分析，很明顯存在不易工程化和商品化的問題。本技術的分布式傳感光纜的工程化結構系統的設計就是解決了分布式光纖傳感器(系統)的工程化和商品化的技術問題。本專利技術的分布式傳感光纜的工程化結構系統的設計就是解決了分布式光纖傳感器(系統)的工程化和商品化的技術問題。這樣的結構設計，即不影響通信系統傳輸又可做為傳感器的參考光纖，使參考光纖盡量減弱外界空間物理場對其的影響，起到參考光纖的作用。這樣的結構設計，使傳感光纖處于外界空間物理場的調制的靈敏狀態，起到傳感光纖的作用。附圖說明圖1類8字形光纜分散型截面結構示意圖。圖2類8字形光纜并列型截面結構示意圖。圖3類8字形光纜緊湊型截面結構示意圖。圖4內8字形光纜截面結構示意圖。圖5傳輸參考光纜層絞式結構截面示意圖。圖6傳輸參考光纜骨架式結構截面示意圖。圖7傳輸參考光纜中心束管式結構截面示意圖。圖8傳感光纜光纜骨架式結構截面示意圖。圖9傳感光纜中心束管式結構截面示意圖。具體實施方式下面根據附圖對本技術所述的分布式光纖傳感器的成纜結構進行詳細的敘述。類8字型光纜是由小半徑傳感光纜，大半徑傳輸參考光纜構成，大半徑傳輸參考纜和小半徑傳感纜一次工藝相連，共同構成分布式傳感光纖光纜，分布式傳感光纖光纜的構成可為分散式(圖1)、并列式(圖2)、緊湊式(圖3)或內嵌式(圖4)。對于傳輸參考光纜，其構成方式可以是層絞式結構(圖5)，也可以是骨架式結構(圖6)，還可以是中心束管式結構(圖7)，其構成形式如圖所示。其中加強構件位于傳輸參考光纜的中心，加強構件可以是金屬的也可以是非金屬的依光纜型式而定，外襯墊層，松套管位于加強構件的周圍緊密或松散結合，用填充繩、填充復合物，、撕裂繩填補空位，使外觀圓整，也可做成松套管位于傳輸參考光纜的中心，加強構件位于松套管的周圍；光纖束呈梅花狀被套在松套管內，填充復合物填充管內空間；用包帶及扎紗將光纜包扎緊，包帶材料是強度足夠的聚酯帶、聚酯無紡布帶、吸水膨脹帶或其它合適的帶材，包帶層可以縱包也可以繞包，縱包層外允許再有扎紗；護套層套在包帶層外，光纜常用護套有鋁-聚乙烯粘結護套、鋼-聚乙烯粘結護套、聚乙烯護套和鋼絲鎧裝等護套，在深水中宜用金屬密封護套；有可能在護套層外再套一層外護套，外護套用黑色聚乙烯或聚乙烯烴共聚物或半硬聚氯乙烯材料。傳輸參考光纜內的光纖可做為傳感器的參考光纖，也可做為傳輸網的傳輸光纖用。對于，其構成為骨架式或中心束管式見圖(8)和圖(9)。其中，加強構件位于傳輸光纜的中心，由光纜支架固定，松套管固定在光纜支架的邊緣，包帶及扎紗包扎在其外，外護套套本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種分布式光纖傳感器的成纜結構，其特征在于：它是由傳感光纜、傳輸參考光纜構成的截面為８字型光纜，小半徑的傳感光纜和大半徑的傳輸參考光纜，連接在一起，共同構成分布式傳感光纖光纜，構成可為分散式、并列式、緊湊式或內嵌式結構。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張金權，王小軍，周勁峰，郭澎，董尉，焦書浩，朱建新，折恕安，馮祿，楊才榮，
申請(專利權)人：中國石油天然氣集團公司，中國石油天然氣管道局，
類型：實用新型
國別省市：11[中國|北京]