[发明专利]具有铠装层的压敏型光缆

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力传感用光缆，特别是涉及一种利用光纤的微弯损耗进行压力传感的具有铠装层的光缆。

背景技术

传统的压力传感器，测量压力的方法很多，有应变片测量法、光学测量法、霍尔效应测量法、光栅尺测量法等等。但目前的诸多测量方法都不利于远程测量与监控，尤其受外界强电信号干扰太大，远程传输失真严重，测量机构复杂，可靠性差，不利于维护。另外，对于易燃易爆环境现在所有利用电测的方法都不适宜，因为任何一点电火花都可能引起严重的火灾或爆炸事故，造成不可估量的损失。而光纤应力传感器具有诸多优点，受到人们的关注。如光纤光栅应力传感器，人们研究的较多，光纤光栅解调成本较高，应用受到限制。

光纤微弯传感器是1980年J.N.Fields和J.H.Cole首次提出的，属于光强调制型光纤传感器。它的工作原理是基于光纤的微弯而产生的光强损耗。当光纤微弯时，发生模式藕合，导模散射为辐射模，从而产生微弯损耗。光纤微弯传感器除了有一般光纤传感器所具有的灵敏度高、抗电磁干扰、耐腐蚀、本质安全等的优点以外，还有结构简单、所需部件少、造价低、容易装配等优点。特别是利用光时域分析仪技术还能组成分布式光纤测试系统，具有非常重要的应用价值和现实意义。

现有的压敏光缆的结构见示意图1，该压敏光缆是用一根细纤维2螺旋缠绕在信号光纤1上，在最外层是光缆的护层，该光缆的外径约0.8mm，结构简单，抗侧压及抗拉力性能较差，不能适应室外苛刻的环境条件，所以仅限于特殊的环境条件下使用。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种具有铠装层的压敏型光缆，当压力变化时，通过确定光纤弯曲损耗的变化而感知压力的变化的光缆，并且该光缆具有较大的抗拉力和抗压力能力。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种具有铠装层的压敏型光缆，其核心是信号光纤和螺旋缠绕在信号光纤上的纤维丝，外围依次是一层铠装层和外护层。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的铠装层是由多根细纤维构成。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的铠装层是由细纤维编织而成。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的构成铠装层的细纤维是芳纶纤维、金属纤维、PBO纤维、高模量聚乙烯纤维或玻璃纤维。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的信号光纤是紧套或半紧套光纤。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的螺旋缠绕在信号光纤上的纤维是通过胶黏剂固定在信号光纤上的。

本发明解决进一步技术问题的方案是：在所述的螺旋缠绕在信号光纤上的纤维与铠装层之间有一层薄膜材料层。

本发明解决进一步技术问题的方案是：所述的薄膜材料是聚酯薄膜、无纺布或阻水带。

本发明解决进一步技术问题的方案是：在所述的铠装层与外护层之间、或在外护层内部有沿光缆纵向分布的抗张元件。

本发明解决进一步技术问题的方案是：在所述的外护层内填充有阻水材料，如阻水油膏、阻水膨胀纱等。

相对于现有技术的优点：

1、本发明的具有铠装层的压敏型光缆有一层由细纤维构成的、具有柔性的铠装层，不仅提高了改光缆的抗侧压、抗张应力的能力，增强了该光缆的环境适应能力，并且基本没有降低本发明光缆的可弯曲性能；

2、本发明的光缆虽具有铠装层，但其柔性的铠装层并未对传递外界压应力至光缆核心、使信号光纤因微弯而导致的微弯损耗的能力产生影响；

3、本发明的光缆其核心可采用紧套或半紧套光纤，使信号光纤有更多的保护层防止该光缆在生产、敷设和使用中对信号光纤造成机械损伤；

4、本发明的光缆中填充油阻水材料，从而防止水分子对信号光纤的侵蚀，使本光缆具有更长的使用寿命。

综上所述，本发明结构简单、设计合理、加工制作方便且使用方式灵活、易弯曲、使用效果好，相较于现有技术，本发明的具有铠装层的压敏型光缆的采用的由高强度细纤维构成的柔性铠装层，使该压敏光缆制造、存储、运输、使用方便，与普通光缆接近，可大幅度降低了制造、使用成本，在不影响对压应力探测的同时，能做到对大范围、长距离的使用；当有压力作用于压敏光缆时，光缆的横截面变形，以一定螺距螺旋缠绕在信号光纤上的纤维使信号光纤产生了微弯弯曲变形，从而改变信号光纤的弯 曲损耗。这样将压力信号转化为光信号，通过信号光纤传输，可以实现远端测量或分布式测量，并且精度高，可靠性好。

下面通过附图和实施例，对发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有的压敏型光缆的结构示意图。