[发明专利]一种利用微形传感光单元进行测量温度和应变传感的海缆

说明书

技术领域

本发明涉及光纤的分布式在线测量传感，尤其涉及一种微形传感光单元和嵌入式运用该结构的电缆、光缆、架空裸线及海缆。

背景技术

光纤传感技术是以光为载体、以光纤为媒质、感知外界信息的新型传感技术。利用光纤的各种特性，光纤可以做成各类传感器，但它在空间是点状分布，除了测量点不连续外，还额外需要传输线（光缆或电缆）。

分布式光纤测量传感系统能在整条光纤的连续长度上，以距离的连续函数形式给出被测信息随光纤长度方向的变化，所用的光纤或光缆除了直接成为分布式传感元件还同时用于检测信息的传输。近年来，利用通信光缆或通信光缆中的光单元作为传感传输元件的光纤分布式传感技术己广泛应用在输油气管的泄漏、输电线缆的温度、光缆警戒围栏、大坝桥梁结构健康检测等场合。

分布式光纤测量传感系统大致可分为温度和应变（应力）两大类，两者都希望外界的温度和应变（应力）尽快地传递并作用到光纤上。然而，所有常规通信光缆的结构（包括光单元）设计前提和基本原则都是使缆内的光纤与外部影响（温度、外力、振动、湿潮环境等）尤其对是对外部应力尽可能地隔离，以保证光信号在不受外部影响的条件下可靠传输。所以，对常规通信光缆来说，必定要有一个“应力应变窗口”，即光缆在一定的范围内发生应变时，其中的光纤不受到应力从而不发生应变。为了达到此目的，主要同时采用两种方法：其一是光纤在保护管（光单元）内是松弛的，因通信光缆内光纤数量较多，故光单元的尺寸比较大；其二是光纤相对保护管有冗余长度（光纤余长），为了满足应力应变窗口的需要，该余长应足够大。较大的光单元尺寸使外界物理场信息对光纤的传递产生较大时延，而足够大的余长在较宽的应变范围内使光纤不敏感。所以，釆用常规通信光缆或光单元的光纤分布式传感技术灵敏度低、实时性较差，显然，把常规通信光缆作为分布式传感用并不是最理想的。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种微形传感光单元。

本发明的另一个目的是提供一种运用该微形传感光单元结构的电缆、光缆、架空裸线及海缆。

本发明采用的技术方案是：

微形传感光单元，嵌入缆线的内部或外部，它包括微形传感光单元本体，所述微形传感光单元本体包括传感用光纤，所述传感用光纤外包覆有密封的不锈钢管，所述不锈钢管内填充有阻水纤膏；所述传感用光纤的数量为1根或2根或多根，所述不锈钢管内光纤余长范围为：0≤余长＜0.03%。

所述不锈钢管外包覆有护套。

一种利用所述的微形传感光单元进行测温的电缆，所述电缆包括导体芯线和电缆外护套，还包括微型传感光单元，所述微形传感光单元的不锈钢管外包覆有护套，所述带有护套的微型传感光单元与电缆芯线同步绞合于电缆的内部或缠绕于电缆外护套的外部。

一种利用所述的微形传感光单元进行应变传感的光缆，所述光缆包括管道光缆和埋地光缆，所述管道光缆包括常规通信用光单元和光缆外护套，所述埋地光缆包括常规通信用光单元、光缆铠装钢丝和光缆外护套，还包括微型传感光单元，所述微型传感光单元不带护套，所述不带护套的微型传感光单元与常规通信用光单元同步绞合于管道光缆内部，所述不带护套的微型传感光单元与光缆铠装钢丝同步绞合于埋地光缆的常规通信用光单元与光缆外护套之间。

一种利用所述的微形传感光单元进行测量温度和应变传感的架空裸线，所述架空裸线包括光纤复合架空地线和光纤复合架空相线，所述光纤复合架空地线包括常规通信用光单元和铝包钢线，所述光纤复合架空相线包括常规通信用光单元、铝包钢线和电工铝或铝合金线，还包括微型传感光单元，所述微型传感光单元不带护套，所述不带护套的微型传感光单元与常规通信用光单元同步绞合于光纤复合架空地线的铝包钢线内部，所述不带护套的微形传感光单元与电工铝或铝合金线同步绞合于光纤复合架空相线内部。

一种利用所述的微形传感光单元进行测量温度和应变传感的海缆，所述海缆包括海底通信光缆和海底光电复合缆，所述海底通信光缆包括常规通信用光单元和光缆铠装钢丝，所述海底光电复合缆包括常规通信用光单元、光缆铠装钢丝、电缆导电线芯和电缆外护套，还包括微型传感光单元，所述微型传感光单元不带护套，所述不带护套的微型传感光单元与常规通信用光单元同步绞合于海底通信光缆内部；所述微形传感光单元包括带护套的微型传感光单元和不带护套的微型传感光单元，所述带护套的微形传感光单元与光缆铠装钢丝同步绞合于海底光电复合缆的常规通信用光单元与电缆导电线芯之间，所述不带护套的微型传感光单元与光缆铠装钢丝同步绞合于海底光电复合缆的电缆外护套内。