[實用新型]一種基于光纖光柵原理的海水溫度剖面測量光纜

無效

• 申請號: 201020193025.5
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN201765351U
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發明（設計）人: 尚秋峰;李永倩;呂安強;姚國珍
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定)
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G01K11/32
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;高錫明

技術領域

本實用新型涉及一種用于沿深度方向測量海水溫度分布情況的光纜，屬測量技術領域。?

背景技術

海水溫度是海洋調查、監測中的重要內容，是海洋水文、氣象觀測及調查中不可或缺的技術參數。海水溫度剖面的測量對研究海洋科學、海洋環境監測、季節氣候預測以及海洋漁業等有十分重要的實用意義。所謂海水溫度剖面測量是指沿深度方向測量海水溫度分布情況，即給出水深和相應深度處的溫度信息，長時間實時觀測還要給出對應的觀測時間。?

國內外用于海水溫度剖面測量的主要設備是溫鹽深海洋觀測儀(CTD)，儀器主要由溫度、鹽度和壓力三種傳感器配以電子測量線路構成。它將數據采集器、數據傳輸單元和電源等電子部件密封在高強度的壓力容器內。CTD測溫精確度可以達到0.001℃等級，它通過吊放在不同深度逐點巡測溫度、鹽度和深度，缺點是不能實現實時和長時間同步觀測溫度剖面的變化。?

中國專利CN2154470Y、“海水溫度測量傳感器鏈”(公告日1994.1.26)提出了一種多探頭陣列型準分布式傳感器鏈結構，其結構包括溫度傳感器、壓力傳感器、浮子、鋼纜、吊掛鋼柱、承重鋼柱和屏蔽電纜線。其中，灌封式熱敏電阻溫度傳感器鑲嵌在浮子上，浮子以5cm至100cm間距配置在鋼纜上，鋼纜的兩端分別用鋼纜鋼套和鋼絲夾子鎖定在吊掛鋼柱和承重鋼柱的鋼杯內。壓力傳感器固定在測溫鏈下端的承重鋼柱的上部，一束33根各50m長的屏蔽電纜線由浮子的中心孔穿過，作為傳輸電纜。?

另外，挪威AANDERAA公司的SEAGUARD傳感器鏈系統采用多探頭陣列型準分布式傳感器鏈結構，可以用來測量溶解氧、電導率、溫度、電流、壓力和潮汐等海洋環境參數，基本部件包括傳感器鏈和記錄儀。該系統可以采用自容式工作方式，每次投放后開始記錄測量數據，經過一段時間的測量后，打撈出水面，提取記錄儀中的存儲數據進行分析處理。如果選配實?時采集和通信傳輸配件也可以實現實時測量。該系統可以設25個測量點，在每個測量點采用傳感器鏈固定夾具固定傳感器，每個夾具中可以固定2個傳感器。傳感器鏈總長可達300米，系統采用灌封式熱敏電阻溫度傳感器。?

以上兩種準分布式傳感器鏈結構雖然克服了CTD只能逐點巡測而不能實時測量的缺點，但是溫度鏈體積龐大，不方便使用絞車收放；整個系統的測量節點數量受供電容量限制，難以滿足空間分辨率高(觀測節點密集)和測量深度范圍大的應用要求；需要考慮海水中的電絕緣和電信號傳輸過程中的抗干擾與屏蔽問題。?

基于光纖光柵原理的分布式光纖傳感技術是一種新型的測量技術，具有體積小、電絕緣性能和抗電磁干擾性能優良等獨特優點。采用基于光纖光柵原理的分布式光纖傳感技術實現海水溫度剖面測量需要使用特殊的光纜，這種光纜應該能滿足耐受海水腐蝕、具有良好的抗拉和抗壓性能、體積小、重量輕、易于布放等特殊要求；另外，由于海流的影響，光纜并不能保持理想的垂直姿態，其長度和實際的水深并不一致，所以要求海水溫度剖面測量用光纜能同時感知溫度和相應的水深信息。但現有光纜并不能滿足以上應用需求。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種體積小、重量輕、易于布放、耐海水腐蝕、抗拉和抗壓性能良好、不必考慮海水中的電絕緣和抗干擾問題、可以實時和長時間同步觀測溫度剖面動態變化的基于光纖光柵原理的海水溫度剖面測量光纜。?

本實用新型所稱問題是以下述技術方案實現的：?

一種基于光纖光柵原理的海水溫度剖面測量光纜，由雙扣不銹鋼軟管及設于其內的溫度傳感子光纜和壓力傳感子光纜組成，所述溫度傳感子光纜由多條溫度傳感器串和套裝在其外部的不銹鋼防水套管組成，溫度傳感器串則由多個光纖光柵溫度傳感器首尾相連而成；所述壓力傳感子光纜由多條壓力傳感器串和套裝在其外部的不銹鋼絲編織網組成，壓力傳感器串則由光纖光柵壓力傳感器首尾相連而成；所述光纖光柵溫度傳感器和光纖光柵壓力傳感器沿光纜對應布置。?

上述基于光纖光柵原理的海水溫度剖面測量光纜，所述光纖光柵溫度傳感器由感溫光纖光柵和套裝在其外部的微金屬套管組成，所述感溫光纖光柵的兩端通過塑包緊套傳輸光纖與其它光纖光柵溫度傳感器或測量儀器連接。?

上述基于光纖光柵原理的海水溫度剖面測量光纜，所述光纖光柵壓力傳感器由感壓光纖光柵和套裝在其外部的不銹鋼套管組成，二者之間灌封聚氨酯壓敏材料，所述感壓光纖光柵的兩端通過塑包緊套傳輸光纖與其它光纖光柵壓力傳感器或測量儀器連接。?