[发明专利]深海光缆故障探测装置

权利要求书

1.一种深海光缆故障探测装置，其特征在于包括相互串联的第一电极传感器和第二电极传感器，第一电极传感器和第二传感器设置于水中固定设置于同一根电缆上，第一电极传感器和第二电极传感器并通过上述电缆与位于海面上的接收装置电连接，接收装置在待定位的海缆的故障点所在区域的海面上移动并通过电缆拖曳第一电极传感器和第二电极传感器在水下随其移动；岸上的信号输出设备为位于海底的光缆提供恒定电流；第一电极传感器和第二电极传感器实时向接收装置反馈两者的位置和两者之间的电势差，接收装置根据第一电极传感器和第二电极传感器的位置和电势差判断海缆的故障点。

2.根据权利要求1所述的深海光缆故障探测装置，其特征在于第二电极传感器位于第一电极传感器的下方，第二电极传感器较之第一电极传感器距离接收装置的水平距离更远；当接收装置在待定位的海缆的故障点所在区域的海面上往返移动的过程中，测量到第一电极传感器和第二电极传感器之间电势差为最大值时，接收装置判定海缆的故障点位于第二电极传感器的所处位置的正下方。

3.根据权利要求1所述的深海光缆故障探测装置，其特征在于第一电极传感器和第二电极传感器结构相同，均包括电极、电机座、腔体、信号调理电路、外壳和多芯水密接插件；电极的一端暴露于腔体外部，电极的另一端设置于腔体内；电极座设置于腔体外壁上，电极一端穿过电极座设置于腔体内部，电极和电极座外表面的连接处设置有密封胶；多芯水密接插件设置于腔体壳体上，信号调理电路设置于腔体内部，电极位于腔体内部的一端依次经信号调离电路和多芯水密接插件与电缆电连接；电极和腔体均固定设置于外壳内，外壳为蜂窝状球形多孔罩。

4.根据权利要求3所述的深海光缆故障探测装置，其特征在于外壳和腔体均采用ABS材料。

5.根据权利要求3所述的深海光缆故障探测装置，其特征在于接收装置上设置有电源，所述电源通过电缆分别为第一电极传感器和第二电极传感器供电，第一电极传感器和第二电极传感器的接地点均为电源接地端。

6.根据权利要求1所述的深海光缆故障探测装置，其特征在于第二电极传感器的重量大于第一电极传感器。

7.根据权利要求3所述的深海光缆故障探测装置，其特征在于信号调理电路包括相互串联的仪表放大器和滤波器，其中仪表放大器的的电源接入端串联有滤波电路；滤波器采用无源低通滤波器。

8.根据权利要求3所述的深海光缆故障探测装置，其特征在于电极采用全固态Ag/AgCl电极，其技术参数如下：电极间的极差电位在±1.0mv以内，12小时极差稳定性优于0.05mv，电极自噪声小于1uv/(基于1Hz频率处的噪声水平)，频率范围在0.004Hz-210Hz，耐压强度为3MP。

9.根据权利要求5所述的深海光缆故障探测装置，其特征在于全固态Ag/AgCl电极的制备方法包括以下步骤：采用固相球磨法制备AgCl颗粒，所得的颗粒呈球状，大小均匀，粒径较约为5um；将银粉按照一定的比例均匀混合于AgCl颗粒后，添加8％的PVA和添加剂以造粒生成混合颗粒，使用磨具压制后形成电极胚体；电极胚体经烧结形成原胚，烧结温度设定为AgCl的熔点附近且进行一段时间的保温；对原胚进行表面处理与活化形成电极。

10.根据权利要求2所述的深海光缆故障探测装置，其特征在于故障点周围三层介质空间的海水中电位分布表达式为：

故障点周围双层介质空间的海水中电位分布表达式为：

其中，海缆故障点处海深为h，故障点附近某点A与故障点水平距离为r，与海平面垂直相距为z，I为海缆的恒定电流值，空气，海水，海床的电导率分别为γ2、γ1、γ3，γ2＝0；n为整数。