DPTSS电缆制造技术

本发明专利技术提供一种DPTSS电缆，其至少具备两根金属线电缆，该金属线电缆在外周部的轴向上形成槽部，并在该槽部内具有光纤，其中一根金属线电缆为沿着槽部嵌入有光纤的光纤嵌入型电缆，另一根金属线电缆的特性与前者的金属线电缆不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】DPTSS电缆
本专利技术涉及一种光纤电缆，其代替现有的具备FIMT的光纤电缆，使得光纤电缆的组装或制造、例如绞线加工变得容易，并能够在利用光纤测定压力分布、变形分布等时进行连续的测定。
技术介绍
以往，由金属管包覆光纤线材的芯线即FIMT(FiberInMetallicTube)能够将多根线材包覆，具备如下等优点：对于水或氢气具有良好的密封性，无需增强也能确保所需要的拉伸强度等机械强度，由于FIMT中的光纤不受压力负载，因此能够起到温度传感器的作用，对沿着光纤的长距离连续温度分布进行测定，因而广泛适用于辐射温度计等各个领域。作为上述FIMT的一示例，有的FIMT具备能在高温下使用的光纤缓冲管，该光纤缓冲管具备作为高温测定传感器的光纤，其最低能在200℃以上、例如350℃的高温下工作。另外，还存在具备上述光纤缓冲管及高导电率的导体的光纤电缆(例如参照专利文献1)。另外，作为其它示例，在形成于架空线长边方向的传感器收纳槽中收纳有光纤变形传感器，在较长的区间及长期的期间内，对因架空线的摩擦损耗而导致截面积减小的部位上流过的电流所产生的发热量进行测量，从而，能检测出架空线断线危险部位(例如参照专利文献2)。该示例中，也阐述了测定光纤变形的方法。也就是说，将光纤以负余长状态安装于金属管，在张力无负载的状态下，光纤以比将其内包的金属管要短的状态留有间隙地被金属管所包覆，在金属管受到张力的状态下，在架空线长边方向上隔开距离以10cm～4m左右的间隔来间歇性地进行固定。还存在如下测量方法：由于光纤既能检测温度也能检测变形，因此同时监视温度信息与变形信息，即通过所谓的双参数监视来提高可靠性。另外，作为其它示例，还指出在工业用分布型光纤探测领域，能准确测定变形或温度的示例极其有限(例如参照非专利文献1)。这是由于可商用的系统与实际工业中的要求尤其在空间分辨率与精度上不匹配的缘故(例如，一般来说，距离分辨率与温度分辨率处于权衡关系)。此处，还示出了混合布里渊-瑞利(Brillouin-Rayleigh)背散射光测定系统，其示出了超越使用应变仪的测定方法的性能。该系统的原理认为是将光纤校正方法考虑在内来进行图示，并导出用于决定变形、温度、水压的公式。其中，示出了在温度与布里渊(Brillouin)频率偏移或温度与瑞利(Rayleigh)频率偏移的关系中产生了迟滞。另外，也示出了作为光纤保护膜的涂布剂厚度的影响。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利申请公开第2013/0209044号说明书专利文献2：日本专利特开2007－176426号公报专利文献3：国际公开第2014/083989号非专利文献非专利文献1：K.KISHIDA等,“StudyofOpticalFibersStrain-TemperatureSensitivitiesUsingHybridBrillouin-RayleighSystem”,“PHOTONICSENSORS”,2Sep.2013(“关于使用混合布里渊-瑞利系统的光纤应力－温度灵敏度的研究”、“光子传感器”、2013年9月2日).非专利文献2：J.Wojcik等,“VtypehighbirefringentPCFfiberforhydrostaticpressuresensing”,PHOTONICLETTERSOFPOLAND,vol.2(1),10-12,2010(“用于静水压力感应的V型高双折射PCF光纤”、波兰光学期刊、卷2(1),10-12,2010).
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题DPTSS(DistributedPressure,Temperature,andStrainSystem：分布压力、温度及应力系统)测量时，分别设置至少一根不会承受压力的光纤与至少一根要承受压力的光纤来实现。此外，采用将不会承受压力的光纤配置于金属管中的FIMT。然而，以往在由金属管包覆光纤线材的芯线即FIMT(FiberInMetallicTube)中，金属管(管材)的外径约为～数左右，其壁厚为0.1mm～0.2mm，因此，容易发生断线，不易制造出长光纤电缆。尤其是，在捻合多根金属管包覆芯线来使用的FIMT中，在电缆外径为左右的情况下，管材的壁厚为0.1mm以下，从机械强度等方面来看，绞线加工困难。另外，在现有的FIMT中，虽说密封性良好，但在进行包覆的金属管上即使有一处小孔，仍然会导致压力隔断功能丧失而无法高精度测定压力的问题。也就是说，在存在小孔的情况下，作为测定对象的流体会通过小孔而进入FIMT内部，因此FIMT内外的压力差消失，无法进行压力测定。实际上，在制造数km长的FIMT的情况下，难以100％检测出小孔，也存在成本较高的问题。也存在在地上部分对FIMT进行开口而释放内部压力的方法，但由于FIMT内部通常会填充润滑油，该方法的效果也未必一定行得通。另外，在利用以往具备FIMT的光纤电缆来测定压力、变形或温度时，例如，在光纤电缆中具备测定被测定物体的压力的光纤芯线以及测量被测定物体的温度的铠装电缆中的FIMT，在光纤电缆的轴向上隔开间隔地设置用于固定光纤芯线及铠装电缆的固定材料，以使得该光纤芯线与铠装电缆之间形成环状的空隙层。本装置中为了准确测定被测定物体的变形，需要以规定的间隔来设置用于固定铠装电缆与光纤的固定材料，并需要在该固定材料的设置位置将两者固定，从而产生无法在该固定材料的设置位置准确测定压力的问题。因此，在固定材料的设置位置处，无法准确求出光纤中产生的变形，因此产生无法测定连续的变形分布的问题。另外，还存在如下问题：在多层铠装电缆的情况下，由于各层间的相对滑动而使得铠装电缆的变形与光纤芯线的变形之间产生偏差的情况下，也无法获得准确的变形分布。本专利技术鉴于上述问题而得以完成，其目的在于提供一种DPTSS电缆，由于其不采用FIMT，因此不会产生小孔的问题，也基本不存在断线等问题，另外，由于所使用的多根电缆的组装容易等，因而制造容易，且能够测定连续的变形分布。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术所涉及的DPTSS电缆为了基于射出至光纤的脉冲激光的散射即布里渊散射及瑞利散射的频率变化来测定被测定物体的压力分布、变形分布、温度分布，至少具备两根金属线电缆，该金属线电缆在外周部的轴向上形成槽部，并在该槽部内具有光纤，其中一根所述金属线电缆是沿着该金属线电缆的所述槽部嵌入并保持光纤的光纤嵌入型电缆，其它所述金属线电缆是特性与所述光纤嵌入型电缆不同的金属线电缆，其压力变化相对于布里渊散射及瑞利散射的频率变化的灵敏度系数与所述光纤嵌入型电缆的压力变化的灵敏度系数不同。专利技术效果根据本专利技术，与使用现有的FIMT的情况相比，能够完全解决小孔的问题，另外，由于无需特殊的激光焊接，因此能高速且经济地进行制造，从而在组装电缆结构时能实现组装特性的改善。另外，也不会因小孔而丧失压力隔断功能。此外，还实现了使用现有的DPTSS电缆时设置固定点的方式所无法事先的连续变形分布测量。附图说明图1是表示本专利技术实施方式1中的DPTSS电缆所使用的光纤嵌入型电缆的基本结构的一个示例的图。图2是表示本专利技术实施方式1的DPTSS电缆的结构的一个示例的图。图3是表示因材质差异而产生的压力变化及瑞利散射的频率变化的关系的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DPTSS电缆，为了基于射出至光纤的脉冲激光的散射即布里渊散射及瑞利散射的频率变化来测定被测定物体的压力分布、变形分布、温度分布，至少具备两根金属线电缆，该金属线电缆在外周部的轴向上形成有槽部，并在该槽部内设有光纤，所述DPTSS电缆的特征在于，其中一根所述金属线电缆是沿着该金属线电缆的所述槽部嵌入光纤并加以保持的光纤嵌入型电缆，其它所述金属线电缆是特性与所述光纤嵌入型电缆不同的金属线电缆，且压力变化相对于布里渊散射及瑞利散射的频率变化的灵敏度系数与所述光纤嵌入型电缆的压力变化的灵敏度系数不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种DPTSS电缆，为了基于射出至光纤的脉冲激光的散射即布里渊散射及瑞利散射的频率变化来测定被测定物体的压力分布、变形分布、温度分布，至少具备两根金属线电缆，该金属线电缆在外周部的轴向上形成有槽部，并在该槽部内设有光纤，所述DPTSS电缆的特征在于，其中一根所述金属线电缆是沿着该金属线电缆的所述槽部嵌入光纤并加以保持的光纤嵌入型电缆，其它所述金属线电缆是特性与所述光纤嵌入型电缆不同的金属线电缆，且压力变化相对于布里渊散射及瑞利散射的频率变化的灵敏度系数与所述光纤嵌入型电缆的压力变化的灵敏度系数不同。2.如权利要求1所述的DPTSS电缆，其特征在于，特性与所述光纤嵌入型电缆不同的金属线电缆中，嵌入所述槽部...

【专利技术属性】
技术研发人员：岸田欣增，山内良昭，
申请(专利权)人：光纳株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP