[發明專利]一種地下管廊監測光纜

在審

• 申請號: 201710843019.6
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107422439A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 呂政鴻
• 申請（專利權）人: 東捷光電科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G01S17/08;G01K11/32
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙)32260
• 代理人: 張歡勇

技術領域

本發明涉及監測光纜技術設備領域，特別涉及一種地下管廊監測光纜。

背景技術

地下綜合管廊是城市的超級大動脈，它將給城市帶來從內到外的活力，而地下管線建設規模不足、管理水平不高等問題亦日益凸顯。一些城市相繼發生大雨內澇、管線泄漏爆炸、路面塌陷、設施被盜等事件，嚴重影響了人民群眾生命財產安全和城市運行秩序。

現有技術中，綜合管廊屬于地下封閉空間，濕氣滲透直接影響監控設備有效運行；強烈電磁干擾會造成設備故障；火災會迅速消耗管廊內部氧氣，并產生大量有害氣體，甚至引起爆炸；管廊內部環境十分惡劣，搶修難度很大，對搶修人員也將造成人身安全威脅；現有技術的缺點是：傳統監測傳感器無法適應高濕、強電磁干擾和腐蝕性環境，對地下管廊的溫度監測實時性差、位置準確性差。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種地下管廊監測光纜，針對現有技術中的不足，設計監測光纜進行溫度監測和位置監測，采用特氟隆作用外護套，增加耐腐蝕、耐高濕性能；采用碳化硅芳綸纖維防護層應對地下管廊的特殊環境條件，碳化硅的耐熱性、耐氧化性和高強度有利于監測光纜的適應性；采用金屬屏蔽網和不銹鋼鎧管作為搞電磁干擾層，內置多根監測光纖，感知溫度和位置信息，傳輸溫度信號；使得對地下管廊的溫度監測靈敏、實時性好，監測位置準確。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：一種地下管廊監測光纜，包括外護套、金屬屏蔽網、碳化硅芳綸纖維、不銹鋼鎧管、涂覆層、包層、纖芯，其特征在于：

所述監測光纜從外至內依次緊密設置有外護套、金屬屏蔽網、碳化硅芳綸纖維、不銹鋼鎧管和多根監測光纖，所述監測光纖從外至內依次設置有涂覆層、包層和纖芯；所述外護套材質為聚四氟乙烯，其商品名為“特氟隆”(Teflon,Flu on),其耐腐蝕、耐高溫和密封性均適合于地下管廊的惡劣環境；所述碳化硅芳綸纖維由碳化硅纖維和芳綸纖維混合編織而成，為光纜提供高搞拉強度和耐熱性、耐氧化性防護以及良好的介電性和化學穩定性；所述金屬屏蔽網和不銹鋼鎧管為監測光纜提供搞電磁干擾和監測光纖的信號屏蔽作用；所述涂覆層材質為聚丙烯酸酯，所述包層為摻雜的二氧化硅，所述纖芯材質為二氧化硅，作用監測溫度信號、采集位置信號和傳輸光信號。

優選的，所述外護套外徑尺寸范圍為3.3±0.10mm；所述金屬屏蔽網采用0.07mm不銹鋼編織絲，6×16錠編織絲編織，覆蓋面積達50％以上，單邊壁厚為0.07mm，用于屏蔽輻射，光纜滿足長期1000N的拉力強度，光纖不發生斷裂，編織后外徑尺寸范圍為3.0±0.10mm。

優選的，所述碳化硅芳綸纖維，用10股碳化硅纖維和10股3160D進口芳綸混合編織成碳化硅芳綸纖維，具有不吸收潮氣，不產生老化、分解的特點，適用于地下管廊密封性空間，無需經常性更換。

優選的，所述不銹鋼鎧管采用304材質不銹鋼螺旋制成圓形管徑，保證監測光纖在不銹鋼鎧管內自然彎曲，具有耐高壓，抗強拉優點，單邊壁厚為0.4mm，所述不銹鋼鎧管管徑為1.9mm—2.1mm。

優選的，所述涂覆層、包層、纖芯合成0.6mm緊包監測光纖，所述監測光纖采用多根0.6mm著色緊包光纖×6芯0.6mm緊包光纖。

所述監測光纜具有耐腐蝕性，抗氧化性，抗老化性；滿足工作溫度在-40℃到+150℃之間，無光纖斷裂及護套開裂；長期工作壓力600N,短期我作壓力800N，光纖信號不受影響；敷設允許彎曲半徑達到20倍纜徑。

本發明的工作原理為：光纜在線監測系統采用拉曼散射原理和光時域反射技術實現溫度和距離的測定；拉曼散射原理是依據光在光纖中傳播過程中，產生后向拉曼散射光譜的溫度效應；當入射的光量子與光纖物質分子產生碰撞時，產生彈性碰撞和非彈性碰撞，彈性碰撞時，光量子和物質分子之間沒有能量交換，光量子的頻率不發生任何改變，表現為瑞利散射光保持與入射光相同的波長；在非彈性碰撞時，發生能量交換，光量子可以釋放或吸收聲子，表現為產生一個波長較長的斯托克斯光和一個波長較短的反斯托克斯光；由于反斯托克斯光受溫度影響比較敏感，系統采用以斯托克斯光通道作為參考通道，反斯托克斯光通道作為信號通道，有兩者的比值可以消除光源信號波動、光纖彎曲等非溫度因素，實現對溫度信息的采集；光時域反射技術(即OTDR原理)是對空間分布的溫度實現空間測量的理論基礎，根據激光脈沖在光纖中傳輸時入射光經過背向散射返回到光纖入射端所需時間，然后乘以光速即可測得激光脈沖在光纖中傳播的長度，進而實現定位。