DE4304545C2 - Kabel mit Lichtwellenleitern - Google Patents
Kabel mit LichtwellenleiternInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kabel mit Lichtwellenleitern.
Verteilte Lichtwellenleiter-Sensoren zur Temperaturmessung sind
aus der EP 0272466 A2 bekannt. Faseroptische Sensoren für die
Messung mechanischer Größen werden beispielsweise als Zugkraft
sensoren (DE 35 26 966 A1), als Drucksensoren (DE 38 09 957 A1)
oder als Dehnungssensoren eingesetzt (DE 39 42 556 A1).
In der EP 0357253 A2 werden Sensoranordnungen dargestellt, die
flächig oder räumlich angeordnet sind. Bei den bekannten ver
teilten Sensoren wird ein Ende für das Einkoppeln von Licht und
das andere Ende für das Auskoppeln von Licht verwendet. Beide
Enden der Sensoren müssen jeweils zugänglich sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kabel mit verteil
ten Lichtwellenleitern anzugeben, das nur einseitig zugänglich
ist und dessen fernes Ende möglichst einfach aufgebaut ist.
Die Aufgabe wird von dem Kabel mit den Merkmalen des Hauptan
spruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Das vorgeschlagene Kabel hat die Vorteile, daß sein fernes bzw.
zweites Ende möglichst störungs- und wartungsfrei ist. Das Kabel
ist für solche Einsatzgebiete besonders geeignet, wo es nur ein
seitig zugänglich ist. Vorzugsweise sind solche Einsatzgebiete
Bohrungen jeder Art, Schächte und Tunnels.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher beschrieben. Es
zeigen
Fig. 1 die Schlaufe eines Kabels;
Fig. 2 den Querschnitt eines Flachband-Kabels;
Fig. 3 den runden Querschnitt eines Kabels;
Fig. 4 eine Kabelabschlußdose;
Fig. 5 die Lage einer Verschlußhülse.
Das Kabel 1 enthält mehrere verteilte Sensorstränge 2, 3, 4 mit
Lichtleitfaser-Sensoren, Energie- oder Nachrichtenleitungen 7, 7'
und Zugentlastungslemente 26. Die einen Sensor-LWL bildenden
Sensoren 6, 6' liegen in einem Schutzmantel 20. Die Schlaufe 12
eines Sensor-LWLs, mit dem hinführenden Sensorstrang 2 und dem
zurückführenden Sensorstrang 3, liegt mit einem Radius R in
einer Schraubenlinie. In einer anderen Ausführungsform könnte
die Schlaufe 12 auch in einer planen Ebene parallel zur Kabel
achse liegen. Die Schutzmäntel haben etwa einen Durchmesser von
1 bis 2 mm. Ein typischer Schlaufenradius R wäre 20 mm. Bei
besonders stabiler Ausführung der Schutzmäntel der Sensor-LWL
kann auf einen Schlaufenträger verzichtet werden, weil ein steif
ausgebildeter Schutzmantel die Schlaufe ohne weitere Hilfsmittel
und ohne Unterschreitung eines kritischen Biegeradius trägt.
In Fig. 2 und Fig. 3 wird jeweils der Querschnitt eines Kabels
dargestellt. Es werden ein Flachbandkabel 9 und ein Rundkabel 10
gezeigt. Im Kabel verseilt liegen im Schutzmantel 20 mehrere
Sensor-LWL 6, 6'. In Fig. 2 ist dargestellt, daß neben den Sen
sor-LWL 6, 6' im Schutzmantel 20 auch Zugentlastungselemente 25
innerhalb des Schutzmantels mitgeführt sind. Die Schutzmäntel
sind im Kabel jeweils in einer Kunststoffummantelung 8 fest ein
gebettet. In einem Rundkabel können die Sensoren in üblicher
Weise mit Schlag verseilt sein, womit sich eine besondere Flexi
bilität des Kabels ergibt. Die Schlaufe 12 wird vor der Versei
lung gebildet. Beide Sensorstränge eines Sensor-LWL werden wäh
rend der Kabelverseilung in das Kabel eingelegt, wobei die Ver
seilung an dem Ende des Kabels beginnt, an dem sich die Schlaufe
befindet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Spleiß oder
die Spleiße nach der Herstellung des Kabels zu bilden. Mit
Kabeln ohne Spleiß sind größere Reichweiten der optischen Sig
nale erzielbar.
Das Rundkabel 10 ist mit einem Gewebeschlauch 28 aus Stahldraht
gewebe umgeben. Der Gewebeschlauch wird mit einer äußeren Kunst
stoffhülle 29 umgeben. Alle Teile des Kabels können hochdruck-
und hochtemperaturstabil ausgeführt sein.
Fig. 4 zeigt eine Kabelabschlußdose 14, die im wesentlichen ro
tationssymmetrisch gestaltet ist. Aus dem Kabelende treten Sen
sorstränge 2, 3 und eine Energieleitung 7 aus. Der Fuß der Kabel
abschlußdose 14 ist als Backenfutterdichtung 36 ausgebildet und
auf die äußere Kabelhülle geklemmt. Eine Gewindehülse (Überwurf
gewinde 31) erzeugt durch Aufschrauben auf das Gewinde 35 die
Klemmkraft.
Der Doppelstrang bzw. die Sensorstränge 2, 3 eines im Kabel 1
geführten Sensor-LWL bildet in der Kabelsabschlußdose 14 eine
Schlaufe 12. Die Schlaufe 12 ist in der Kabelabschlußdose 14 mit
dem Radius R in einem Schlaufenträger 21 gehaltert. In einer
Öffnung 22 des Schutzmantels ist ein Sensor-LWL sichtbar. Die
Öffnung 22 kann auch als Auslaß für Sensoren zur Ankopplung an
optische oder elektronische Bauelemente benutzt werden. Die
Kabelabschlußdose kann mehrere Kammern 15, 15' umfassen. Die
Kammern können durch Trennwände getrennt sein. Den Kammer können
unterschiedliche Funktionen zugewiesen sein, wie Spleißkammer
zur Unterbringung der Überlängen der Lichtwellenleiter und
Spleiße, Kammer für eine Batterie oder eine Kammer für elektri
sche Meßeinrichtungen.
Die einzelnen Kammern sind so ausgebildet, daß sie als zylindri
sche Teile mit oberem und unterem Schraubgewinde 17 aufschraub
bar sind. In dieser Form lassen sich beliebig viele Kammern hin
tereinander zusammenfügen.
Das Kabelende ist in der Kabelabschlußdose 14 abgesetzt. Mit dem
Bezugszeichen 32 ist schematisch angedeutet, daß die Zugentla
stungselemente auf den Kabelmantel zurückgelegt werden, wo sie
mit dem Fuß der Kabelabschlußdose verklebt sein können.
In Fig. 5a ist eine Verschlußhülse 11 in einer Lage senkrecht
zur Kabelachse und in Fig. 5b in einer Lage parallel zur Kabel
achse jeweils im Schnitt dargestellt. Vorzugsweise liegt die
Verschlußhülse 11 außerhalb der Krümmung R der Schlaufe 12, so
daß die Hülse gerade ausgebildet sein kann. Die Verwendung einer
gekrümmten Hülse, die der Krümmung der Schlaufe folgt, bietet
sich an, wenn die Platzverhältnisse es erfordern. In Fig. 5a be
steht die Schlaufe aus zwei Teilschlaufen mit jeweils eigenem
Krümmungsradius jeweils vor und hinter der Hülse 11. Die Hülse
11 ist auf die Enden 23 der Schutzmäntel 20 der beiden Sensor
stränge 2, 3 geschweißt oder gelötet. Der Sensor-LWL 6, 6' ist im
Bereich der Hülse 11 an den Stellen S gespleißt. Wie schon er
wähnt, kann die Schlaufe 12 je nach Stabilität des Schutzmantels
20 mit oder ohne Schlaufenträger ausgebildet sein.
Claims (15)
1. Kabel mit zwei gleichlangen auf ihrer gesamten Länge auf
eine physikalische Größe ansprechenden, einen Sensor-LWL (6, 6')
bildenden Lichtwellenleitern, die in einem gegenseitigen
Abstand im Kabel (1) festgelegt sind,
am ersten Kabelende mit einer Lichtquelle und einer Auswerte einrichtung verbindbar sind,
am zweiten Kabelende durch eine Schlaufe (12) miteinander ver bunden sind und
bei dem eine elektrische Einheit oder ein elektrisches oder ein optisches Bauelement im Bereich der Schlaufe (12) angeordnet ist.
am ersten Kabelende mit einer Lichtquelle und einer Auswerte einrichtung verbindbar sind,
am zweiten Kabelende durch eine Schlaufe (12) miteinander ver bunden sind und
bei dem eine elektrische Einheit oder ein elektrisches oder ein optisches Bauelement im Bereich der Schlaufe (12) angeordnet ist.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Sensor-LWL (6, 6'), welche am zweiten Kabelende eine geschlos
sene Schlaufe (12) bilden, in einem gemeinsamen Schutzmantel
(20) liegen.
3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Sensor-LWL (6, 6') jeweils in einem Schutzmantel (20) liegen,
und daß die Schutzmäntel in einer Kunststoffummantelung (8)
fest eingebettet sind.
4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß minde
stens ein Sensor-LWL (6, 6') in ihm verseilt ist.
5. Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver
seilung als Flachbandleitung ausgeführt ist.
6. Kabel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens ein Sensor-LWL (6, 6') innerhalb seines
Schutzmantels (20) mit einer Zugentlastung (25) versehen ist.
7. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß Energieadern (7) und/oder Nachrichtenleitun
gen (7') in ihm verseilt sind.
8. Kabel nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens ein Sensor-LWL (6, 6') spleißlos ausgebildet
ist.
9. Kabel nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß ein Schutzmantel (20) in der Gegend der Schlaufe (12)
zum Herausführen mindestens eines Sensor-LWL (6, 6') einen Aus
laß (22) hat.
10. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein Sensor-LWL (6, 6') im Bereich der Schlaufe
(12) gespleißt ist, daß der Schutzmantel (20) des Sensor-LWL
(6, 6') im Bereich der Schlaufe (12) aufgetrennt ist, und daß
die hierdurch gebildete Öffnung durch eine Verschlußhülse (11)
überbrückt ist.
11. Kabel nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Schutzmantel (20) eines Sensor-LWL (6, 6')
metallisch ausgebildet und auf seiner gesamten Länge gegen
seine Kunststoffummantelung (8) im Kabel (1) und/oder gegen
weitere metallische Schutzmäntel (20) von Sensorsträngen (2, 3)
mit Sensor-LWL (6, 6') elektrisch isoliert ist.
12. Kabel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß minde
stens zwei metallische Schutzmäntel (20) als elektrische Leiter
ausgebildet sind.
13. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schlaufe (12) in einer Kabelabschluß
dose (14) mit einem Radius (R) gehaltert ist, der größer ist
als der kritische Biegeradius eines Sensor-LWL (6, 6') oder
eines Schutzmantels (20).
14. Kabel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Schlaufen (12) in der Kabelabschlußdose (14) in unterschiedli
chen Ebenen gehaltert werden.
15. Kabel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß metalli
sche Schutzmäntel ein Bauelement im Bereich der Kabelabschluß
dose (14) mit Energie versorgen.
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