CN108549135A - 一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆，包括内保护层，所述内保护层的外表面贴合有第一光纤填充层，且第一光纤填充层的外表面贴合有外保护层，所述外保护层的内部开设有安装槽，安装槽的内部贯穿有缓冲气囊，外保护层的外表面通过粘合剂粘合有光缆保护膜，光缆保护膜的外表面和外保护层的外表面分别开设有相互适配的第一通孔和第二通孔，涉及光纤光缆技术领域。该具有光纤传感和通信功能的光纤光缆及其制造方法，大大提高了光纤光缆的保护性，实现了很好的抵抗外界对光缆的冲击，达到了在外界对光缆表面挤压或冲击时进行很好的能量吸收和保护的目的，实现了延长光缆使用寿命，从而有利于光缆的生产和使用。
Description
技术领域
本发明涉及光纤光缆技术领域，具体为一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆及其制造方法。
背景技术
光纤传感器与传统的各类传感器相比，光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质，具有光纤及光学测量的特点，具有电绝缘性能好、抗电磁干扰能力强、非侵入性、高灵敏、容易实现对被测信号的远距离监控、耐腐蚀、防爆、光路有可挠曲性以及便于与计算机联接等一系列独特的优点，随着传感器朝着灵敏、精确、适应性强、小巧及智能化的方向发展，它能够在人达不到的地方(如高温区或者对人有害的地区，如核辐射区)起到人的耳目的作用，而且还能超越人的生理界限并接收人的感官所感受不到的外界信息，因此，光纤传感器越来越受到人们的关注，从20世纪开始到现在，光纤传感器有着大量的应用，由此也提出了各种形式的光纤传感光缆，如分布式光纤传感光缆，在光缆做成后，应用厂家需要按要求对光纤传感光缆进行间隔开槽，使得光纤传感器能够直接与测试物接触，提高光纤传感的精度。
目前的光纤光缆大多是直接通过内外两层保护设计，来实现将传感光纤和通信光纤进行组合设计，然而，这样的光纤光缆保护性较差，不能实现很好的抵抗外界对光缆的冲击，无法达到在外界对光缆表面挤压或冲击时进行很好的能量吸收和保护的目的，不能实现延长光缆使用寿命，从而给光缆的生产和使用十分不利。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆及其制造方法，解决了现有的光纤光缆保护性较差，不能实现很好的抵抗外界对光缆的冲击，无法达到在外界对光缆表面挤压或冲击时进行很好的能量吸收和保护的目的，不能实现延长光缆使用寿命的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆，包括内保护层，所述内保护层的外表面贴合有第一光纤填充层，且第一光纤填充层的外表面贴合有外保护层，所述外保护层的内部开设有安装槽，所述安装槽的内部贯穿有缓冲气囊，所述外保护层的外表面通过粘合剂粘合有光缆保护膜，所述光缆保护膜的外表面和外保护层的外表面分别开设有相互适配的第一通孔和第二通孔，所述缓冲气囊的外表面分别连通有进气管和出气管，所述进气管远离缓冲气囊的一端贯穿第一通孔并延伸至第一通孔的外部，所述出气管远离缓冲气囊的一端贯穿第二通孔并延伸至第二通孔的外部，所述进气管的内部固定连接有单向进气阀，且出气管的内部固定连接有单向出气阀。
优选的，所述第一光纤填充层的内部贯穿有传感光纤，且传感光纤的数量为十根。
优选的，所述内保护层的内壁贴合有第二光纤填充层，且第二光纤填充层的内部贯穿有通信光纤，所述通信光纤的数量为五根。
优选的，所述光缆保护膜包括基层，所述基层的外表面通过粘合剂粘合有的功能层，并且功能层由耐磨层、防水层和静电保护层挤压粘合而成。
优选的，所述耐磨层是以钢基体为基材，并在钢基体表层注渗碳化钨层经高能离子注渗技术而成。
优选的，所述静电保护层是以聚烯烃为基材，并在聚烯烃内部添加特殊改良热惰性层和抗冲击剂经镀膜技术而成。
本发明还公开了一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆的制造方法，具体包括以下步骤：
S1、先选取光缆加工所需要的相应挤塑设备、切割设备、冷却设备和盘线设备，再将挤塑设备内加入挤塑原料，并且进行加热；
S2、生产人员可先将内保护层挤塑模安装在挤塑设备上，然后启动挤塑设备进行挤塑，再通过冷却设备进行快速冷却，可得到内保护层套筒胚体，内保护层套筒胚体生产完成之后，再通过盘线设备对内保护层套筒胚体进行缠绕盘线，当盘线缠绕到指定的长度后，通过切割设备对内保护层套筒胚体进行切割；
S3、之后生产人员可将内保护层挤塑模取下，将外保护层挤塑模安装在挤塑设备上，然后启动挤塑设备进行挤塑，再通过冷却设备进行快速冷却，可得到外保护层套筒胚体，外保护层套筒胚体生产完成之后，再通过盘线设备对外保护层套筒胚体进行缠绕盘线，当盘线缠绕到指定的长度后，通过切割设备对外保护层套筒胚体进行切割，然后在外保护层的外表面分别开设有第一通孔和第二通孔；
S4、然后人们可将缓冲气囊贯穿装入S3中的外保护层内部的型腔内，并将缓冲气囊的进气管和出气管分别穿过第一通孔和第二通孔，从而完成将缓冲气囊安装在外保护层的型腔内；
S5、之后生产人员可将通信光纤***S2中的内保护层套体胚体内，并通过挤塑设备将第二光纤填充层填料挤压到内保护层套筒胚体的内部，可实现将通信光纤安装在内保护层的内部，然后生产人员可先将组装有通信光纤的内保护层套筒胚体***S3中的外保护层内，并将传感光纤***外保护层和内保护层之间，然后通过挤塑设备将第一光纤填充层填料挤入内保护层和外保护层之间，从而完成将内保护层和传感光纤安装在外保护层的内部；
S6、之后先通过以钢基体为基材，并在钢基体表层注渗碳化钨层经高能离子注渗技术生成耐磨层，再以聚烯烃为基材，并在聚烯烃内部添加特殊改良热惰性层和抗冲击剂经镀膜技术生成静电保护层，然后分别将耐磨层、静电保护层和防水层进行粘合挤压从而生成功能层，再将功能层与基层进行粘合可加工成光缆保护膜；
S7、最后将S6中加工成的光缆保护膜接个成与外保护层相适配的形状，并将切割后的光缆保护膜贴合在外保护层上，从而完成光缆的制作生产，当有外力挤压光缆时，单向出气阀打开，单向进气阀关闭，使缓冲气囊缓慢排气进行缓冲，当挤压力撤走后，单向进气阀自动打开，单向出气阀关闭，缓冲气囊开始自动充气复位，从而完成缓冲。
(三)有益效果
本发明提供了一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆及其制造方法。具备以下有益效果：
(1)、该具有光纤传感和通信功能的光纤光缆及其制造方法，通过在安装槽的内部贯穿有缓冲气囊，且外保护层的外表面通过粘合剂粘合有光缆保护膜，再分别通过第一通孔、第二通孔、进气管、出气管、单向进气阀、单向出气阀、传感光纤和通信光纤的配合设置，大大提高了光纤光缆的保护性，实现了很好的抵抗外界对光缆的冲击，达到了在外界对光缆表面挤压或冲击时进行很好的能量吸收和保护的目的，实现了延长光缆使用寿命，从而有利于光缆的生产和使用。
(2)、该具有光纤传感和通信功能的光纤光缆及其制造方法，通过在光缆保护膜包括基层，基层的外表面通过粘合剂粘合有的功能层，并且功能层由耐磨层、防水层和静电保护层挤压粘合而成，可实现对光缆进行很好的耐磨、防水和静电保护，从而达到从材料上对光缆进行保护的目的。
(3)、该具有光纤传感和通信功能的光纤光缆及其制造方法，通过在内保护层的外表面贴合有第一光纤填充层，且第一光纤填充层的外表面贴合有外保护层，再通过在内保护层的内壁贴合有第二光纤填充层，可实现对通信光纤和传感光纤进行很好的填充保护，从而很好的达到粘附和安装的目的。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明图1中A处的局部放大图；
图3为本发明光缆保护膜的结构示意图；
图4为本发明功能层的结构示意图；
图5为本发明耐磨层的结构示意图；
图6为本发明静电保护层的结构示意图。
图中，1内保护层、2第一光纤填充层、3外保护层、4安装槽、5缓冲气囊、6光缆保护膜、61基层、62功能层、621耐磨层、6211钢基体、6212碳化钨层、622防水层、623静电保护层、6231聚烯烃、6232特殊改良热惰性层、6233抗冲击剂、7通信光纤、8第一通孔、9第二通孔、10进气管、11出气管、12单向进气阀、13单向出气阀、14传感光纤、15第二光纤填充层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆，包括内保护层1，内保护层1的外表面贴合有第一光纤填充层2，且第一光纤填充层2的外表面贴合有外保护层3，外保护层3的内部开设有安装槽4，安装槽4的内部贯穿有缓冲气囊5，外保护层3的外表面通过粘合剂粘合有光缆保护膜6，光缆保护膜6的外表面和外保护层3的外表面分别开设有相互适配的第一通孔8和第二通孔9，缓冲气囊5的外表面分别连通有进气管10和出气管11，进气管10远离缓冲气囊5的一端贯穿第一通孔8并延伸至第一通孔8的外部，出气管11远离缓冲气囊5的一端贯穿第二通孔9并延伸至第二通孔9的外部，进气管10的内部固定连接有单向进气阀12，且出气管11的内部固定连接有单向出气阀13，单向进气阀12和单向出气阀13均为单向阀，只能进行单向通气。
本发明中，第一光纤填充层2的内部贯穿有传感光纤14，且传感光纤14的数量为十根。
本发明中，内保护层1的内壁贴合有第二光纤填充层15，第一光纤填充层2和第二光纤填充层15均为抗冲击填充材料。可抵抗一定程度的冲击力，且第二光纤填充层15的内部贯穿有通信光纤7，通信光纤7的数量为五根。
本发明中，光缆保护膜6包括基层61，基层61的外表面通过粘合剂粘合有的功能层62，并且功能层62由耐磨层621、防水层622和静电保护层623挤压粘合而成。
本发明中，耐磨层621是以钢基体6211为基材，并在钢基体6211表层注渗碳化钨层6212经高能离子注渗技术而成。
本发明中，静电保护层623是以聚烯烃6231为基材，并在聚烯烃6231内部添加特殊改良热惰性层6232和抗冲击剂6233经镀膜技术而成。
本发明还公开了一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆的制造方法，具体包括以下步骤：
S1、先选取光缆加工所需要的相应挤塑设备、切割设备、冷却设备和盘线设备，再将挤塑设备内加入挤塑原料，并且进行加热；
S2、生产人员可先将内保护层1挤塑模安装在挤塑设备上，然后启动挤塑设备进行挤塑，再通过冷却设备进行快速冷却，可得到内保护层1套筒胚体，内保护层1套筒胚体生产完成之后，再通过盘线设备对内保护层1套筒胚体进行缠绕盘线，当盘线缠绕到指定的长度后，通过切割设备对内保护层1套筒胚体进行切割；
S3、之后生产人员可将内保护层1挤塑模取下，将外保护层3挤塑模安装在挤塑设备上，然后启动挤塑设备进行挤塑，再通过冷却设备进行快速冷却，可得到外保护层3套筒胚体，外保护层3套筒胚体生产完成之后，再通过盘线设备对外保护层3套筒胚体进行缠绕盘线，当盘线缠绕到指定的长度后，通过切割设备对外保护层3套筒胚体进行切割，然后在外保护层3的外表面分别开设有第一通孔8和第二通孔9；
S4、然后人们可将缓冲气囊5贯穿装入S3中的外保护层3内部的型腔内，并将缓冲气囊5的进气管10和出气管11分别穿过第一通孔8和第二通孔9，从而完成将缓冲气囊5安装在外保护层3的型腔内；
S5、之后生产人员可将通信光纤7***S2中的内保护层1套体胚体内，并通过挤塑设备将第二光纤填充层15填料挤压到内保护层1套筒胚体的内部，可实现将通信光纤7安装在内保护层1的内部，然后生产人员可先将组装有通信光纤7的内保护层1套筒胚体***S3中的外保护层3内，并将传感光纤14***外保护层3和内保护层1之间，然后通过挤塑设备将第一光纤填充层2填料挤入内保护层1和外保护层3之间，从而完成将内保护层1和传感光纤14安装在外保护层3的内部；
S6、之后先通过以钢基体6211为基材，并在钢基体6211表层注渗碳化钨层6212经高能离子注渗技术生成耐磨层621，再以聚烯烃6231为基材，并在聚烯烃6231内部添加特殊改良热惰性层6232和抗冲击剂6233经镀膜技术生成静电保护层623，然后分别将耐磨层621、静电保护层623和防水层622进行粘合挤压从而生成功能层62，再将功能层62与基层61进行粘合可加工成光缆保护膜6；
S7、最后将S6中加工成的光缆保护膜6接个成与外保护层3相适配的形状，并将切割后的光缆保护膜6贴合在外保护层3上，从而完成光缆的制作生产，当有外力挤压光缆时，单向出气阀13打开，单向进气阀12关闭，使缓冲气囊5缓慢排气进行缓冲，当挤压力撤走后，单向进气阀12自动打开，单向出气阀13关闭，缓冲气囊5开始自动充气复位，从而完成缓冲。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆，包括内保护层(1)，其特征在于：所述内保护层(1)的外表面贴合有第一光纤填充层(2)，且第一光纤填充层(2)的外表面贴合有外保护层(3)，所述外保护层(3)的内部开设有安装槽(4)，所述安装槽(4)的内部贯穿有缓冲气囊(5)，所述外保护层(3)的外表面通过粘合剂粘合有光缆保护膜(6)，所述光缆保护膜(6)的外表面和外保护层(3)的外表面分别开设有相互适配的第一通孔(8)和第二通孔(9)，所述缓冲气囊(5)的外表面分别连通有进气管(10)和出气管(11)，所述进气管(10)远离缓冲气囊(5)的一端贯穿第一通孔(8)并延伸至第一通孔(8)的外部，所述出气管(11)远离缓冲气囊(5)的一端贯穿第二通孔(9)并延伸至第二通孔(9)的外部，所述进气管(10)的内部固定连接有单向进气阀(12)，且出气管(11)的内部固定连接有单向出气阀(13)。
2.根据权利要求1所述的一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆，其特征在于：所述第一光纤填充层(2)的内部贯穿有传感光纤(14)，且传感光纤(14)的数量为十根。
3.根据权利要求1所述的一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆，其特征在于：所述内保护层(1)的内壁贴合有第二光纤填充层(15)，且第二光纤填充层(15)的内部贯穿有通信光纤(7)，所述通信光纤(7)的数量为五根。
4.根据权利要求1所述的一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆，其特征在于：所述光缆保护膜(6)包括基层(61)，所述基层(61)的外表面通过粘合剂粘合有的功能层(62)，并且功能层(62)由耐磨层(621)、防水层(622)和静电保护层(623)挤压粘合而成。
5.根据权利要求4所述的一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆，其特征在于：所述耐磨层(621)是以钢基体(6211)为基材，并在钢基体(6211)表层注渗碳化钨层(6212)经高能离子注渗技术而成。
6.根据权利要求4所述的一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆，其特征在于：所述静电保护层(623)是以聚烯烃(6231)为基材，并在聚烯烃(6231)内部添加特殊改良热惰性层(6232)和抗冲击剂(6233)经镀膜技术而成。
7.根据权利要求1所述的一种具有光纤传感和通信功能的光纤光缆的制造方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、先选取光缆加工所需要的相应挤塑设备、切割设备、冷却设备和盘线设备，再将挤塑设备内加入挤塑原料，并且进行加热；
S2、生产人员可先将内保护层(1)挤塑模安装在挤塑设备上，然后启动挤塑设备进行挤塑，再通过冷却设备进行快速冷却，可得到内保护层(1)套筒胚体，内保护层(1)套筒胚体生产完成之后，再通过盘线设备对内保护层(1)套筒胚体进行缠绕盘线，当盘线缠绕到指定的长度后，通过切割设备对内保护层(1)套筒胚体进行切割；
S3、之后生产人员可将内保护层(1)挤塑模取下，将外保护层(3)挤塑模安装在挤塑设备上，然后启动挤塑设备进行挤塑，再通过冷却设备进行快速冷却，可得到外保护层(3)套筒胚体，外保护层(3)套筒胚体生产完成之后，再通过盘线设备对外保护层(3)套筒胚体进行缠绕盘线，当盘线缠绕到指定的长度后，通过切割设备对外保护层(3)套筒胚体进行切割，然后在外保护层(3)的外表面分别开设有第一通孔(8)和第二通孔(9)；
S4、然后人们可将缓冲气囊(5)贯穿装入S3中的外保护层(3)内部的型腔内，并将缓冲气囊(5)的进气管(10)和出气管(11)分别穿过第一通孔(8)和第二通孔(9)，从而完成将缓冲气囊(5)安装在外保护层(3)的型腔内；
S5、之后生产人员可将通信光纤(7)***S2中的内保护层(1)套体胚体内，并通过挤塑设备将第二光纤填充层(15)填料挤压到内保护层(1)套筒胚体的内部，可实现将通信光纤(7)安装在内保护层(1)的内部，然后生产人员可先将组装有通信光纤(7)的内保护层(1)套筒胚体***S3中的外保护层(3)内，并将传感光纤(14)***外保护层(3)和内保护层(1)之间，然后通过挤塑设备将第一光纤填充层(2)填料挤入内保护层(1)和外保护层(3)之间，从而完成将内保护层(1)和传感光纤(14)安装在外保护层(3)的内部；
S6、之后先通过以钢基体(6211)为基材，并在钢基体(6211)表层注渗碳化钨层(6212)经高能离子注渗技术生成耐磨层(621)，再以聚烯烃(6231)为基材，并在聚烯烃(6231)内部添加特殊改良热惰性层(6232)和抗冲击剂(6233)经镀膜技术生成静电保护层(623)，然后分别将耐磨层(621)、静电保护层(623)和防水层(622)进行粘合挤压从而生成功能层(62)，再将功能层(62)与基层(61)进行粘合可加工成光缆保护膜(6)；
S7、最后将S6中加工成的光缆保护膜(6)接个成与外保护层(3)相适配的形状，并将切割后的光缆保护膜(6)贴合在外保护层(3)上，从而完成光缆的制作生产，当有外力挤压光缆时，单向出气阀(13)打开，单向进气阀(12)关闭，使缓冲气囊(5)缓慢排气进行缓冲，当挤压力撤走后，单向进气阀(12)自动打开，单向出气阀(13)关闭，缓冲气囊(5)开始自动充气复位，从而完成缓冲。
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Denomination of invention: A fiber optic cable with optical fiber sensing and communication functions and its manufacturing method Effective date of registration: 20230825 Granted publication date: 20191213 Pledgee: China Construction Bank Corporation Wuhan Guanggu Free Trade Zone Branch Pledgor: WUHAN PEP TECHNOLOGIES Co.,Ltd. Registration number: Y2023980053883 |
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