[實(shí)用新型]一種用于滲流監(jiān)測(cè)的加熱型溫度傳感光纜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320228239.5
• 申請(qǐng)日: 2013-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN203204214U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許克彬;張彪;寧娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海司態(tài)光纖傳感技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): G02B6/44
• 分類號(hào): G02B6/44;G01K11/32
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 俞宗耀;俞昉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于光傳感技術(shù)領(lǐng)域，涉及傳感光纜，尤其涉及一種可用于滲流監(jiān)測(cè)的加熱型溫度傳感光纜。

背景技術(shù)

我國(guó)是世界上擁有水庫(kù)大壩數(shù)量最多的國(guó)家之一，而潰壩率亦居世界前列。因此，科學(xué)合理地對(duì)水庫(kù)大壩進(jìn)行滲流監(jiān)測(cè)是非常必要的。

分布式光纖傳感技術(shù)作為滲流監(jiān)測(cè)的新技術(shù)，具有防燃、防爆、抗腐蝕、抗電磁干擾、耐高壓、長(zhǎng)距離、快速分布式測(cè)溫并定位等優(yōu)點(diǎn)，成為近年來新滲流監(jiān)測(cè)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。埋設(shè)于多孔介質(zhì)中的加熱光纖通過對(duì)本身溫度的分布式測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多孔介質(zhì)中滲流的監(jiān)測(cè)。它的基本理論依據(jù)是：在滲流發(fā)生的位置，光纖和多孔介質(zhì)之間熱量的傳遞項(xiàng)多了光纖與水之間的熱傳遞和熱對(duì)流項(xiàng)，從而導(dǎo)致與非滲流處的溫差的出現(xiàn)。即水介質(zhì)的出現(xiàn)導(dǎo)致光纖熱量損失增加，流速越大，損失的熱量愈多，滲流處的光纖溫度就越低。于是，通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所測(cè)量的溫度分布圖，經(jīng)過理論分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)滲流的位置和流速的判斷與計(jì)算。

分布式光纖傳感技術(shù)測(cè)量介質(zhì)溫度，一般有兩種方法：梯度法和電熱法。梯度法利用傳感光纜直接測(cè)量土體內(nèi)實(shí)際溫度，其前提是河道或庫(kù)水溫與量測(cè)位置土體溫度存在比較明顯的溫度差，這使得梯度法的應(yīng)用大大受限。而電熱法是通過對(duì)光纜保護(hù)層的金屬外殼或特制光纜中的電導(dǎo)體通電，使光纜加熱到一定程度，可克服可能的各種不利影響，電熱法適用范圍更廣泛。因此，研究結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)越的加熱型溫度傳感光纜對(duì)于大壩等水工建筑物的滲流監(jiān)測(cè)具有重要意義。目前，市場(chǎng)上尚無可供選擇的加熱型溫度傳感光纜產(chǎn)品。極少數(shù)的加熱型溫度傳感光纜試制品也存在自身防護(hù)性能差，脈沖電流通電導(dǎo)致加熱速度慢而不均勻，單段可加熱長(zhǎng)度短且熱傳感不靈敏等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是：針對(duì)現(xiàn)有加熱型溫度傳感光纜技術(shù)的不足，提供一種自身防護(hù)性能強(qiáng)，加熱快速均勻，單段可加熱長(zhǎng)度長(zhǎng)（可達(dá)2km以上），且傳感靈敏的加熱型溫度傳感光纜。

為達(dá)到上述目的，采用的技術(shù)方案是：一種用于滲流監(jiān)測(cè)的加熱型溫度傳感光纜，包括傳感光纖單元、電傳熱帶及其外護(hù)套、其特征在于；所述外護(hù)套內(nèi)置有傳感光纖單元和電傳熱帶，所述電傳熱帶與所述傳感光纖單元平行排列、同向設(shè)置，且相互緊密貼合。

所述傳感光纖單元包括不銹鋼管和置于所述不銹鋼管內(nèi)的裸光纖，所述不銹鋼管內(nèi)空隙由油膏填充，用以阻止水汽侵入光纖導(dǎo)致光纖損耗增大和提高傳熱性能。

所述電傳熱帶包括棒狀銅導(dǎo)體和置于所述銅導(dǎo)體外側(cè)周邊且緊密包裹貼合的金屬編織層。

所述電傳熱帶數(shù)量為二根，分列所述傳感光纖單元左右兩側(cè)，采用二根電傳熱帶夾持傳感光纖單元的平行排列結(jié)構(gòu),?對(duì)電傳熱帶恒流或者恒壓持續(xù)通電，可快速加熱傳感光纖單元，滿足傳感光纖單元快速加熱的要求，同時(shí)又盡量降低成本并節(jié)能。

所述傳感光纖單元內(nèi)的裸光纖，根據(jù)后端測(cè)試設(shè)備的類型確定光纖為單模、或多模.或者是單多模組合，具體芯數(shù)由實(shí)際工程需要決定。

本實(shí)用新型的有益效果在于：傳感光纜兩根電傳熱帶分列傳感光纖單元左右兩側(cè)，平行排列結(jié)構(gòu)呈扁平狀，因此傳感光纜與被監(jiān)測(cè)水工建筑接觸面積大，傳感更為靈敏。以銅為主體材料的電傳熱帶不但導(dǎo)電具有較小的電阻率，及傳熱性能好，在相同的加熱功率條件下，電傳熱帶可獲得更長(zhǎng)的單段可加熱長(zhǎng)度。此外，電傳熱帶銅導(dǎo)體具有支撐作用，加上傳感光纖單元不銹鋼管本體的抗壓能力，使得傳感光纜能夠承受較大壓力，自身防護(hù)性能強(qiáng)，能滿足實(shí)際工程中對(duì)傳感光纜的耐壓要求。

附圖說明

以下按照附圖說明和具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1為本實(shí)用新型徑向截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1—裸光纖；2—油膏；3—不銹鋼管；4—銅導(dǎo)體；5—金屬編織層；6—外護(hù)套。

具體實(shí)施方式

圖1為本實(shí)用新型徑向截面結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可見，一種用于滲流監(jiān)測(cè)的加熱型溫度傳感光纜，包括傳感光纖單元、電傳熱帶及其外護(hù)套6、其特征在于；所述外護(hù)套6內(nèi)置有傳感光纖單元和電傳熱帶，所述電傳熱帶與所述傳感光纖單元平行排列、同向設(shè)置，且相互緊密貼合。

所述傳感光纖單元包括不銹鋼管3和置于所述不銹鋼管3內(nèi)的裸光纖1，所述不銹鋼管3內(nèi)空隙由油膏2填充。

所述電傳熱帶包括棒狀銅導(dǎo)體4，置于所述銅導(dǎo)體4外側(cè)周邊且緊密包裹貼合的金屬編織層5。

所述電傳熱帶數(shù)量為二根，分列所述傳感光纖單元左右兩側(cè)。采用二根電傳熱帶夾持傳感光纖單元的平行排列結(jié)構(gòu),?對(duì)電傳熱帶恒流或者恒壓持續(xù)通電，可快速加熱傳感光纖單元，滿足傳感光纖單元快速加熱的要求，同時(shí)又盡量降低成本并節(jié)能。

所述傳感光纖單元內(nèi)的裸光纖，根據(jù)后端測(cè)試設(shè)備的類型確定光纖為單模、多?；蛘呤菃味嗄５慕M合，具體芯數(shù)由實(shí)際工程需要決定。當(dāng)后端為基于拉曼散射的分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)儀時(shí)，光纖單元內(nèi)為多模裸光纖；后端為基于布里淵散射的分布式光纖溫度監(jiān)測(cè)儀時(shí)，光纖單元內(nèi)選用單模裸光纖。在后端測(cè)試設(shè)備不確定或者拉曼及布里淵兩種技術(shù)同時(shí)運(yùn)用的情況下，光纖單元內(nèi)則配置成單多模裸光纖的組合形態(tài)。