[發明專利]深海光纜故障探測裝置

在審

• 申請號: 202011323481.1
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112763841A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 左名久
• 申請（專利權）人: 武漢星辰海洋科技有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R29/14
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

1.一種深海光纜故障探測裝置，其特征在于包括相互串聯的第一電極傳感器和第二電極傳感器，第一電極傳感器和第二傳感器設置于水中固定設置于同一根電纜上，第一電極傳感器和第二電極傳感器并通過上述電纜與位于海面上的接收裝置電連接，接收裝置在待定位的海纜的故障點所在區域的海面上移動并通過電纜拖曳第一電極傳感器和第二電極傳感器在水下隨其移動；岸上的信號輸出設備為位于海底的光纜提供恒定電流；第一電極傳感器和第二電極傳感器實時向接收裝置反饋兩者的位置和兩者之間的電勢差，接收裝置根據第一電極傳感器和第二電極傳感器的位置和電勢差判斷海纜的故障點。

2.根據權利要求1所述的深海光纜故障探測裝置，其特征在于第二電極傳感器位于第一電極傳感器的下方，第二電極傳感器較之第一電極傳感器距離接收裝置的水平距離更遠；當接收裝置在待定位的海纜的故障點所在區域的海面上往返移動的過程中，測量到第一電極傳感器和第二電極傳感器之間電勢差為最大值時，接收裝置判定海纜的故障點位于第二電極傳感器的所處位置的正下方。

3.根據權利要求1所述的深海光纜故障探測裝置，其特征在于第一電極傳感器和第二電極傳感器結構相同，均包括電極、電機座、腔體、信號調理電路、外殼和多芯水密接插件；電極的一端暴露于腔體外部，電極的另一端設置于腔體內；電極座設置于腔體外壁上，電極一端穿過電極座設置于腔體內部，電極和電極座外表面的連接處設置有密封膠；多芯水密接插件設置于腔體殼體上，信號調理電路設置于腔體內部，電極位于腔體內部的一端依次經信號調離電路和多芯水密接插件與電纜電連接；電極和腔體均固定設置于外殼內，外殼為蜂窩狀球形多孔罩。

4.根據權利要求3所述的深海光纜故障探測裝置，其特征在于外殼和腔體均采用ABS材料。

5.根據權利要求3所述的深海光纜故障探測裝置，其特征在于接收裝置上設置有電源，所述電源通過電纜分別為第一電極傳感器和第二電極傳感器供電，第一電極傳感器和第二電極傳感器的接地點均為電源接地端。

6.根據權利要求1所述的深海光纜故障探測裝置，其特征在于第二電極傳感器的重量大于第一電極傳感器。

7.根據權利要求3所述的深海光纜故障探測裝置，其特征在于信號調理電路包括相互串聯的儀表放大器和濾波器，其中儀表放大器的的電源接入端串聯有濾波電路；濾波器采用無源低通濾波器。

8.根據權利要求3所述的深海光纜故障探測裝置，其特征在于電極采用全固態Ag/AgCl電極，其技術參數如下：電極間的極差電位在±1.0mv以內，12小時極差穩定性優于0.05mv，電極自噪聲小于1uv/(基于1Hz頻率處的噪聲水平)，頻率范圍在0.004Hz-210Hz，耐壓強度為3MP。

9.根據權利要求5所述的深海光纜故障探測裝置，其特征在于全固態Ag/AgCl電極的制備方法包括以下步驟：采用固相球磨法制備AgCl顆粒，所得的顆粒呈球狀，大小均勻，粒徑較約為5um；將銀粉按照一定的比例均勻混合于AgCl顆粒后，添加8％的PVA和添加劑以造粒生成混合顆粒，使用磨具壓制后形成電極胚體；電極胚體經燒結形成原胚，燒結溫度設定為AgCl的熔點附近且進行一段時間的保溫；對原胚進行表面處理與活化形成電極。

10.根據權利要求2所述的深海光纜故障探測裝置，其特征在于故障點周圍三層介質空間的海水中電位分布表達式為：

故障點周圍雙層介質空間的海水中電位分布表達式為：

其中，海纜故障點處海深為h，故障點附近某點A與故障點水平距離為r，與海平面垂直相距為z，I為海纜的恒定電流值，空氣，海水，海床的電導率分別為γ2、γ1、γ3，γ2＝0；n為整數。