[发明专利]传感光缆

说明书

本申请提供一种传感光缆，传感光缆包括保护层、以及设置在保护层内的至少一个传感单元和至少一个支撑件，传感单元包括传感光纤、中心加强杆、弹性层和至少两个振子质量块，弹性层位于中心加强杆外，传感光纤缠绕于弹性层的外壁并向弹性层的轴向一端延伸，各个振子质量块沿中心加强杆的轴向间隔设置，振子质量块嵌设于弹性层，并和弹性层一体连接；支撑件设置于弹性层和保护层之间，支撑件被构造为支撑保护层，以使保护层和弹性层之间具有间隙；振子质量块被构造为在振子质量块受到振动时，带动弹性层相对于保护层移动。本申请提供的传感光缆对外部信号的捕捉灵敏度较高。

技术领域

本申请涉及光缆技术领域，尤其涉及一种传感光缆。

背景技术

目前，光纤传感技术以其具有高可靠性、高采集密度、高空间分辨率、低成本、耐高温高压、天然无源、抗电磁干扰等优势，已在实际场景中得到了大量应用，为油气、电力、化工、建筑、交通等领域的高性能传感监测提供了新的解决方案。在周界安防、管道健康监测、海底地震监测等领域亟需具有超长传感距离的光纤传感器，其无需额外有源中继，成本低廉且易于组网，具有巨大的大规模应用潜在价值。

相关技术中，传感光缆可以包括外护层和设置在外护层内的光纤，外护层具有一定的强度，其用于保护光纤，以防止光纤断裂损坏，光纤可以采用直放方式设置在外护层内，或者，传感光缆还可以包括设置于外护层内的中心加强件，光纤可以按照一定的节距缠绕在中心加强件上，光纤作为传感元件，其可以捕捉传感光缆外部环境变化，例如温度、应变、湿度等，并且随着外部环境变化而使得光纤参数发生变化，因此通过对探测光信号进行解调，进而可以还原外界环境的变化信息。

但是，相关技术中的传感光缆对外部信号的捕捉灵敏度较差。

发明内容

基于此，本申请提供了一种传感光缆，以解决相关技术中传感光缆捕捉灵敏度较差的问题。

本申请提供的传感光缆，包括保护层、以及设置在保护层内的至少一个传感单元和至少一个支撑件，传感单元包括传感光纤、中心加强杆、弹性层和至少两个振子质量块，弹性层位于中心加强杆外，传感光纤缠绕于弹性层的外壁并向弹性层的轴向一端延伸，各个振子质量块沿中心加强杆的轴向间隔设置，振子质量块嵌设于弹性层，并和弹性层一体连接；

支撑件设置于弹性层和保护层之间，支撑件被构造为支撑保护层，以使保护层和弹性层之间具有间隙；

振子质量块被构造为在振子质量块受到振动时，带动弹性层相对于保护层移动。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的传感光缆，相邻的振子质量块之间的距离大于或等于保护层的外径的30倍，且小于或等于保护层的外径的150倍。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的传感光缆，振子质量块m满足公式：，其中，为传感光缆可探测的最小形变量，v为传感光缆形变时的初速度，为能量传递系数，k为弹性层的弹性系数，m₀为调节系数。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的传感光缆，振子质量块呈圆环状。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的传感光缆，振子质量块为纳米陶瓷构件，弹性层为热塑性聚氨酯层或者发泡橡胶层。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的传感光缆，中心加强杆的外壁上设有光滑的涂覆层，振子质量块通过涂覆层和中心加强杆之间相对滑动；

且涂覆层沿中心加强杆轴向的延伸长度小于或等于100mm。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的传感光缆，支撑件的数量为两个或两个以上，各个支撑件沿中心加强杆的轴向间隔设置；

支撑件包括支撑层、吸能层和阻水层，支撑层的周向内侧具有缺口，吸能层嵌设于缺口，并位于支撑层和阻水层之间。

在一种可能的实现方式中，本申请提供的传感光缆，弹性层的外壁设有螺旋状的凹槽，传感光纤设置于凹槽内，并和凹槽的内壁粘接。