光纤复合海底电缆的智能在线温度监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及在线温度监测系统技术领域，尤其涉及一种光纤复合海底电缆的智能在线温度监测系统。


背景技术：

2.随着光纤通信技术的发展和光纤制造水平的提高，出现了采用光纤复合技术的海底电缆，这种海底电缆可以同时承担起电力输送和消息通信的双重任务。但由于海底电缆比一般电缆结构更加复杂，且长期运行于海底恶劣的环境下，导致其有效工作寿命相较于普通电缆更短，且容易发生故障，为此人们又研发了分布式光纤传感技术，通过光纤中前向传输光脉冲时产生的散射信号测量光纤的温度和应变，但现有的分布式光纤传感技术其水下设备在长时间工作时可能会由于水压、腐蚀的影响导致壳体破损，内部的电子元器件进水时会发生短路无法正常工作，目前还没有对其是否进水实施远程监控的有效手段。


技术实现要素：

3.鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光纤复合海底电缆的智能在线温度监测系统，以克服或至少部分解决现有技术所存在的上述问题。
4.本实用新型所采用的技术方案如下：
5.一种光纤复合海底电缆的智能在线温度监测系统，包括多个中继设备、光纤复合海底电缆和上位机，所述光纤复合海底电缆中设置有传感光单元，所述中继设备包括一壳体，所述壳体中设置有中空腔体，所述中空腔体中设置有第一光源、调制器、环形器、信号分离器和通讯模块，所述第一光源与调制器相连接，所述调制器与环形器相连接，所述环形器分别与传感光单元和信号分离器相连接，所述信号分离器与通讯模块相连接，所述通讯模块通过光纤与上位机相连接，所述壳体与中空腔体之间设置有渗水检测机构，所述渗水检测机构与通讯模块相连接。
6.进一步的，所述渗水检测机构包括由外至内依次设置于壳体和中空腔体之间的渗透膜层和储液腔，所述储液腔中填充有溶液，储液腔中还设置有浓度监测装置。
7.进一步的，所述浓度监测装置包括第二光源、折射镜片和光接收器，所述折射镜片设置于第二光源的发射端，所述光接收器与通讯模块相连接，用于接收折射光。
8.进一步的，所述中空腔体与储液腔之间还设置有防水层。
9.进一步的，所述光纤复合海底电缆由内至外依次设置有导体层、绝缘屏蔽层、阻水层、保护层和外被层，所述传感光单元设置于保护层中。
10.进一步的，所述保护层包括防潮层、防腐层和填充层，所述传感光单元设置于填充层中。
11.进一步的，所述传感光单元由外至内依次设置有第一护套层、第二护套层和光纤。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
13.本实用新型所提供的一种光纤复合海底电缆的智能在线温度监测系统，中继设备
中的调制器将第一光源发出的光信号调制为脉冲光后，由环形器耦合进传感光单元中，脉冲光在传感光单元上产生的后向的散射光经过环形器进入信号分离器中，分离出相应的散射信号，并通过通讯模块传输至上位机，上位机通过对散射信号进行分析，得到温度监测信息，同时壳体和中空腔体中还设置有渗水检测机构，当壳体发生渗水时渗水检测机构能够检测到渗水发生并通过通讯模块向上位机传输相应的检测信号，以便于工作人员及时处理并排除故障，从而保障所述系统和光纤复合海底电缆的平稳运行。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本实用新型实施例一提供的一种光纤复合海底电缆的智能在线温度监测系统整体结构示意图。
16.图2是本实用新型实施例一提供的中继设备整体结构示意图。
17.图3是本实用新型实施例一提供的中继设备电路原理示意图。
18.图4是本实用新型实施例二提供的光纤复合海底电缆截面结构示意图。
19.图5是本实用新型实施例二提供的传感光单元截面结构示意图。
20.图中，1中继设备，101壳体，102中空腔体，103渗透膜层，104储液腔，1041第二光源，1042折射镜片，1043光接收器，105防水层，2光纤复合海底电缆，201导体层，202绝缘屏蔽层，203阻水层，204保护层，205 外被层，2041防潮层，2042防腐层，2043填充层，3上位机，4传感光单元， 401第一护套层，402第二护套层，403光纤，5第一光源，6调制器，7环形器，8信号分离器，9通讯模块。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所列举实施例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
22.实施例一
23.参照图1，本实施例提供一种光纤复合海底电缆的智能在线温度监测系统，所述系统包括多个中继设备1、光纤复合海底电缆2和上位机3。所述光纤复合海底电缆2中设置有传感光单元4，所述传感光单元4用于监测光纤沿线的温度。参照图2和图3，所述中继设备1包括一壳体101，所述壳体 101中设置有中空腔体102，所述中空腔体102中设置有第一光源5、调制器 6、环形器7、信号分离器8和通讯模块9。所述第一光源5与调制器6相连接，所述调制器6与环形器7相连接，所述环形器7分别与传感光单元4和信号分离器8相连接，所述信号分离器8与通讯模块9相连接，所述通讯模块9通过光纤与上位机3相连接。同时在所述壳体101和中空腔体102之间还设置有渗水检测机构，所述渗水检测机构与通讯模块9相连接，用于检测壳体101是否发生渗水现象。
24.本实施例中，所述第一光源5为泵浦光源，调制器6将泵浦光源调制为脉冲光，由环形器7将脉冲光耦合送入传感光单元4，脉冲光会在传感光单元4上产生后向的散射光，所述
后向的散射光是由布里渊散射信号和瑞利散射信号构成的，该散射信号经过环形器7进入信号分离器8进行分离，分离得到的布里渊散射信号通过通讯模块9发送至上位机3进行分析处理，从而得到传感光单元4沿线的温度信息。对于本领域技术人员而言，通过对布里渊散射信号进行分析以得到光纤温度信息属于常规技术手段，在此不再对其原理进行具体描述。
25.本实施例所提供的系统中，中继设备1中的渗水检测机构能够对其壳体 101是否渗水进行检测，以免由于进水导致设备内部电子元器件短路无法正常工作。所述渗水检测机构包括由外至内依次设置于壳体101和中空腔体102 之间的渗透膜层103和储液腔104，所述储液腔104中填充有溶液，储液腔 104中还设置有浓度监测装置，所述浓度监测装置用于监测储液腔104中的溶液浓度是否发生变化。
26.示例性地，当所述壳体101发生渗水时，海水在向壳体101内部渗透时率先接触到渗透膜层103，所述渗透膜层103为半透膜，由于储液腔104中的溶液浓度高于海水，因此在渗透压作用下海水会透过渗透膜层103进入到储液腔104中，使得其中的溶液浓度降低。当浓度监测装置监测到储液腔104 中的溶液浓度降低时，通过通讯模块9向上位机3发送相应的检测信号，以便工作人员及时确认并排除故障。
27.作为进一步可选的实施方式，所述浓度监测装置包括第二光源1041、折射镜片1042和光接收器1043，所述折射镜片1402设置于第二光源1041的发射端，所述光接收器1043与通讯模块9相连接，用于接收折射光。
28.示例性地，第二光源1041所发出的光信号经过折射镜片1042射入溶液中，不同的溶液浓度会对入射光的折射率产生不同的影响，光接收器1043 根据接收到的折射光计算出相应的光折射率，并通过通讯模块9上传到上位机3，若光的折射率发生变化则说明相应的中继设备1的壳体101可能发生了渗水，工作人员可据此对中继设备1是否发生渗水进行判断。
29.另外，所述中空腔体102与储液腔104之间还设置有防水层105，所述防水层105用于防止水渗入到中空腔体102中。
30.上述实施例中，所述上位机3可以采用现有的计算机。所述第一光源5、调制器6、环形器7、信号分离器8、第二光源1041、光接收器1043均可以采用市面上现有的公知型号。所述通讯模块9可以采用市面上现有的光纤模块。
31.实施例二
32.在前述实施例的基础上，本实施例与前述实施例的区别在于：
33.参照图4，所述光纤复合海底电缆2由内至外依次设置有导体层201、绝缘屏蔽层202、阻水层203、保护层204和外被层205，其中所述导体层201 中设置有铜导体；所述绝缘屏蔽层202起到绝缘和屏蔽作用；所述阻水层203 用于防止水渗入导体层201中；所述保护层204用于保护线缆内部结构不受破坏；所述外被层205用于包裹封装线缆。所述传感光单元4设置于保护层 204中。
34.具体的，所述保护层204包括防潮层2041、防腐层2042和填充层2043，所述防潮层2041可以采用铅合金制成的护套；所述防腐层2042可以采用 hdpe材料制成的护套；所述填充层2043可以采用pet材料填充。
35.参照图5，所述传感光单元4由外至内依次设置有第一护套层401、第二护套层402
和光纤403，所述光纤403为单模光纤。所述第一护套层401 可以采用树脂材料制成；所述第二护套层402可以采用金属材料制成。
36.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。