一种探测电缆及其制造方法
【专利摘要】本发明属于电缆领域，以解决现有技术中的电缆承受的压力小、容易被折断、韧性较差的问题。一种探测电缆，包括导气管、多个信号芯线单元和电源芯线单元、捆扎带、以及外套管，外套管从探测电缆的轴心沿半径方向依次层叠设置有紧固带、屏蔽带和外护带，屏蔽带两侧分别与紧固带和外护带粘接，捆扎带和紧固带之间设置有柔性滚珠和保持架，柔性滚珠设置于保持架的容置腔内并可以在容置腔内转动，保持架与捆扎带固定连接，捆扎带和外套管在柔性滚珠的作用下实现了沿探测线缆轴线方向的相对运动。有益效果在于：可以承受较大的压力，不容易被折断、减小了应力集中、增加了探测电缆的韧性。
【专利说明】
一种探测电缆及其制造方法
技术领域
[0001]本发明属于电缆领域，尤其涉及一种探测电缆及其制造方法。
【背景技术】
[0002]现有探测电缆，其内部均匀排布有多根电源线和信号线，并在所有电源线和信号线的外部依次包覆有屏蔽层、防水层和外防护层。上述信号探测电缆通常在室内外等标准大气压的环境下进行使用。
[0003]但是，对于一些工况企业而言，其作业环境是在地表以下，作业人员所使用的探测仪器与地面指示仪器之间通过信号探测电缆相连接。信号探测电缆需要穿过厚厚的岩土层，才能将探测仪器与地面指示仪器相联通，这些信号探测电缆在作业时需要承受较大的压力，很容易被压断，从而造成线缆损害，影响信号的正常传输。另外，现有的电缆的芯层和外层之间是不可以活动的，芯层和外层之间未设置缓冲层，因而外层受到的作用力会直接传递给芯层从而导致芯层损坏。
[0004]现有技术中的探测电缆存在的问题在于:承受的压力小、容易被折断且线缆的芯层与外层之间不可以相对活动。
【发明内容】
[0005]本发明的目的之一在于提供一种探测电缆，以解决现有技术中的电缆承受的压力小、容易被折断和韧性较差的问题
[0006]本发明的目的之二在于提供一种探测电缆的制造方法，以制备上述探测电缆。
[0007]基于上述第一目的，本发明提供了一种探测电缆，包括导气管、围绕导气管间隔排列的多个信号芯线单元和电源芯线单元、缠绕于多个信号芯线单元和电源芯线单元外部的捆扎带、以及套设于所述捆扎带外部的外套管，所述外套管从探测电缆的轴心沿半径方向依次层叠设置有紧固带、屏蔽带和外护带，所述屏蔽带两侧分别与所述紧固带和所述外护带粘接，所述捆扎带和所述紧固带之间设置有柔性滚珠和保持架，所述柔性滚珠设置于所述保持架的容置腔内并可以在所述容置腔内转动，所述保持架与所述捆扎带固定连接，所述捆扎带和所述外套管在所述柔性滚珠的作用下实现了沿探测线缆轴线方向的相对运动。
[0008]更进一步地，所述信号芯线单元设置有三个。
[0009]更进一步地，所述信号芯线单元包括第一导体束以及包覆所述第一导体束的第一绝缘层，所述第一导体束由多根第一铜单丝绞扭而成。
[0010]更进一步地，所述第一铜单丝的直径设置为0.1mm。
[0011]更进一步地，所述第一导体束由六十四根第一铜单丝绞扭而成。
[0012]更进一步地，所述电源芯线单元设置有三个。
[0013]更进一步地，所述电源芯线单元包括第二导体束以及包覆所述第二导体束的第二绝缘层，所述第二导体束由多根第二铜单丝绞扭而成。
[0014]更进一步地，所述第二铜单丝的直径设置为0.2mm。
[0015]更进一步地，所述第二导体束由三十二根第二铜单丝绞扭而成。
[0016]基于上述第二目的，本发明提供了一种探测电缆的制造方法，包括以下步骤:
[0017]步骤SI，利用拉丝机分别拉制出直径为0.1mm的第一铜单丝和直径为0.2mm的第二铜单丝；
[0018]步骤S2，将步骤SI中制得的的第一铜单丝和第二铜单丝加热后进行退火以增加韧性和强度；
[0019]步骤S3，将六十四根第一铜单丝束绞成第一导体束，将三十二根第二铜单丝束绞成第二导体束；
[0020]步骤S4，通过挤出成型法在第一导体束的外表面涂覆第一绝缘层以制得信号芯线单元，在第二导体束上涂覆第二绝缘层以制得电源芯线单元；
[0021]步骤S5，绞合三根信号芯线单元和三根电源芯线单元，三根所述信号芯线单元和三根所述电源芯线单元围绕一根导气管间隔排列；
[0022]步骤S6，在捆扎带上粘附容纳有滚珠的保持架，将捆扎带缠绕在信号芯线单元和电源芯线单元外部以紧固信号芯线单元和电源芯线单元；
[0023]步骤S7，外套管套设于捆扎带外部。
[0024]结合以上技术方案，本发明提供了一种探测电缆及其制造方法，由于在捆扎带和紧固带之间设置有保持架，保持架的容置腔内设置有柔性滚珠，柔性滚珠可以支撑外套管。一方面，在探测电缆受到外部机械作用力时，柔性滚珠可吸收部分机械作用力以起到缓冲的作用，因而，本发明提供的探测电缆可以承受较大的压力，不容易被折断。另一方面，由于柔性滚珠的存在，外套管在柔性滚珠的滚动作用下可以实现相对于捆扎带的相对运动，从而在外套管受到外部机械作用力时，外套管与捆扎带发生相对错动从而减小应力集中，增加了探测电缆的韧性。
[0025]本发明提供的探测电缆的有益效果在于:可以承受较大的压力，不容易被折断、减小了应力集中、增加了探测电缆的韧性。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
[0027]图1为实施例1提供的探测电缆的结构示意图；
[0028]图2为信号芯线单元的结构示意图；
[0029]图3为电源芯线单元的结构示意图。
[0030]附图标记
[0031]1-导气管；2-信号芯线单元；3-电源芯线单元；
[0032]4-捆扎带；5-外套管；6-柔性滚珠；
[0033]7-保持架；21-第一导体束；22-第一绝缘层；
[0034]31-第二导体束；32-第二绝缘层；51-紧固带；
[0035]52-屏蔽带；53-外护带；211-第一铜单丝；
[0036]311-第二铜单丝。
【具体实施方式】
[0037]下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
[0038]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0039]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0040]实施例1
[0041]本实施例公开了一种探测电缆，包括导气管1、信号芯线单元2、电源芯线单元3、捆扎带4、柔性滚珠6、保持架7和外套管5。
[0042]导气管I设置于探测电缆的中部位置，导气管I中空，导气管I的材质优选为具有弹性的PET材质。该实施例中，为了提高导气管I的韧性和强度，对导气管I进行了进一步的改进，具体而言，导气管I外部涂覆有耐腐蚀层，在耐腐蚀层外部涂覆有硅胶保护层，耐腐蚀层可以有效提高导气管I的耐候性，延长导气管I的使用寿命。硅胶保护层可以有效提高导气管I的韧性，并在探测电缆受到外部机械作用力时起到缓冲的作用。
[0043]信号芯线单元2围绕导气管I排布，信号芯线单元2设置有三个，信号芯线单元2包括第一导体束21以及包覆第一导体束21的第一绝缘层22，第一导体束21由多根第一铜单丝211绞扭而成。第一铜单丝211的直径设置为0.1mm。第一导体束21由六十四根第一铜单丝211绞扭而成。
[0044]信号芯线单元2的截面可以是但不限定为圆形或者正六变形，圆形的信号芯线单元2易于生产制造，正六边形的芯线单元堆积紧密，正六边形的芯线单元可以有效减少电缆的截面积。优选地，本实施例提供的探测电缆的截面设置为圆形，多个圆形截面的信号芯线单元2相互绞合并排列成预设的形状以适应实际生产生活的需求
[0045]第一导体束21由导电性能优良的铜、铝或者其他合金等构成的多根金属线材绞扭而成。优选地，导线的材质设置为铜。为提高芯线单元的导电性能以及传导的效率，对导线进行了进一步地改进，具体而言，导线表面涂覆锡、银或镍等镀层，涂覆的方法不限定为真空气相沉积和电镀。
[0046]第一绝缘层22由具有弹性的材料制成。具体而言，第一绝缘层22由四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)或乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等氟树脂构成。氟树脂的介电常数和介电损耗角小，因此通过使用氟树脂作为第一绝缘层22的材料，其能够抑制介电损耗的增加。
[0047]在本申请要求保护的技术方案中，第一导体束21和第一绝缘层22之间通过粘接层进行固定连接。具体而言，粘接层可以是但不限定为热熔性粘接剂，粘接剂优选设置为粘接性高的聚酯类热熔性粘接剂。具体涂覆方法例如:在第一导体束21外表面涂覆一层热熔性粘接剂，然后通过挤压成型法在涂覆有粘接剂的第一导体束21外表面涂覆一层第一绝缘层22，通过加热粘接剂使得第一导体束21和第一绝缘层22相互粘接。
[0048]信号芯线单元2围绕导气管I均匀排布且与电源芯线单元3间隔设置，信号芯线单元2设置有三个。信号芯线单元2包括第一导体束21以及包覆第一导体束21的第一绝缘层22，第一导体束21由多根第一铜单丝211绞扭而成。第一铜单丝211的直径设置为0.1mm。第一导体束21由六十四根第一铜单丝211绞扭而成。
[0049]电源芯线单元3的截面可以是但不限定为圆形或者正六变形，圆形的电源芯线单元3易于生产制造，正六边形的芯线单元堆积紧密，正六边形的芯线单元可以有效减少电缆的截面积。优选地，本实施例提供的电源芯线单元3的截面设置为圆形，多个圆形截面的电源芯线单元3相互绞合并排列成预设的形状以适应实际生产生活的需求
[0050]第二导体束31由导电性能优良的铜、铝或者其他合金等构成的多根金属线材绞扭而成。优选地，导线的材质设置为铜。为提高芯线单元的导电性能以及传导的效率，对导线进行了进一步地改进，具体而言，导线表面涂覆锡、银或镍等镀层，涂覆的方法不限定为真空气相沉积和电镀。
[0051]第二绝缘层32由具有弹性的材料制成。具体而言，第二绝缘层32由四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)或乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等氟树脂构成。氟树脂的介电常数和介电损耗角小，因此通过使用氟树脂作为第二绝缘层32的材料，其能够抑制介电损耗的增加。为更进一步提高电源芯线单元3的韧性，第二绝缘层32的材料设置为橡胶，橡胶材料为一种轻量材料，且其柔韧性好，在受到外力作用时橡胶可以对包裹于第二绝缘层32内部的第二导线起到缓冲的作用，避免导线受到外部机械作用力而受到损伤。
[0052]在本申请要求保护的技术方案中，第二导体束31和第二绝缘层32之间通过粘接层进行固定连接。具体而言，粘接层可以是但不限定为热熔性粘接剂，粘接剂优选设置为粘接性高的聚酯类热熔性粘接剂。具体涂覆方法例如:在第二导体束31外表面涂覆一层热熔性粘接剂，然后通过挤压成型法在涂覆有粘接剂的第二导体束31外表面涂覆一层第二绝缘层32，通过加热粘接剂使得第二导体束31和第二绝缘层32相互粘接。
[0053]电源芯线单元3围绕导气管I均匀排布且与信号芯线单元2间隔设置，电源芯线单元3设置有三个。电源芯线单元3包括第二导体束31以及包覆第二导体束31的第二绝缘层32，第二导体束31由多根第二铜单丝311绞扭而成。第二铜单丝311的直径设置为0.2mm。第二导体束31由三十二根第二铜单丝311绞扭而成。
[0054]捆扎带4缠绕于多个信号芯线单元2和电源芯线单元3外部。捆扎带4为长条形结构，捆扎带4围绕探测电缆的轴心以螺旋的方式缠绕于信号芯线单元2和电源芯线单元3的外部，直至覆盖长度方向的全部信号芯线单元2和电源芯线单元3 ο需要注意的是，以缠绕方式围绕在全部信号芯线单元2和电源芯线单元3外部的捆扎带4有部分重叠，保证所有信号芯线单元2和电源芯线单元3均被捆扎带4覆盖。捆扎带4的材质由具有弹性的树脂材料制成，树脂材料优选设置为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，PET量轻，且耐候性好，能够对位于捆扎带4内部的多个芯线单元和电源芯线单元3起到很好的防护作用。
[0055]更进一步地，捆扎带4的厚度优选为4um以上，6um以下，这是因为当捆扎带4的厚度低于4um时，捆扎带4容易发生破损，当捆扎带4的厚度大于6um时，柔性电缆的整体厚度过大，在弯曲时容易与周围的线缆发生干扰而导致自身的破损。
[0056]外套管5套设于捆扎带4外部，外套管5从探测电缆的轴心沿半径方向依次层叠设置有紧固带51、屏蔽带52和外护带53，屏蔽带52两侧分别与紧固带51和外护带53粘接，粘接的方式优选设置为通过粘接性高的聚酯类热熔性粘接剂粘接。
[0057]紧固带51可以是但不限定为树脂材料，树脂材料优选设置为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，PET量轻，且耐候性好。
[0058]屏蔽带52由多个线材编织而成，作为屏蔽带52所使用的线材，优选设置为铜箔丝，铜箔丝在弯曲时不易发生断裂，其中，铜箔丝的中心丝由聚酯或芳族聚酰胺等构成，其外表面设置有呈螺旋状缠绕的箔状铜片。
[0059]外护带53由医疗用绝缘树脂构成。所谓的医疗用绝缘树脂是无毒性、在与生物体接触时不会引起炎症等过敏症状的、具有生物体适应性(生物适应性强)的树脂，也被称为医疗用树脂、医疗等级的树脂。在本实施方式中，作为外护带53所使用的医疗用绝缘树脂，优选设置为医疗等级的PVC(聚氯乙烯)。
[0060]捆扎带4和紧固带51之间设置有柔性滚珠6和保持架7，柔性滚珠6设置于保持架7的容置腔内并可以在容置腔内转动，保持架7与捆扎带4固定连接，捆扎带4和外套管5在柔性滚珠6的作用下实现了沿探测线缆轴线方向的相对运动。
[0061]具体而言，保持架7设置为椎体结构，保持架7的下端与捆扎带4固定连接，固定连接方式优选为粘接，保持架7内部设置有空心腔体，空心腔体内容纳有柔性滚珠6。柔性滚珠6的材质优选设置为橡胶，橡胶量轻且具有良好的弹性，可以有效支撑外护带53，以实现外护带53在柔性滚珠6的作用下围绕电缆轴心旋转。
[0062]实施例2
[0063 ]本实施例公开了一种制造实施例1中的探测电缆的方法，具体而言，包括以下步骤:
[0064]步骤SI，利用拉丝机将铜单丝通过一道或多道拉丝模具，分别拉制出直径为0.1mm的第一铜单丝211和直径为0.2mm的第二铜单丝311;
[0065]步骤S2，将步骤SI中的铜单丝加热后进行退火以增加第一铜单丝211和第二铜单丝311的韧性和强度；
[0066]步骤S3，将六十四根第一铜单丝211束绞成第一导体束21，将三十二根第二铜单丝311束绞成第二导体束31;
[0067]步骤S4，通过挤出成型法在第一导体束21的外表面涂覆第一绝缘层22以制得信号芯线单元2，在第二导体束31上涂覆第二绝缘层32以制得电源芯线单元3;
[0068]步骤S5，绞合三根信号芯线单元2和三根电源芯线单元3，且三根信号芯线单元2和三根电源芯线单元3围绕一根导气管I间隔排列，
[0069]步骤S6，在捆扎带4上粘附容纳有滚珠的保持架7后将捆扎带4缠绕在信号芯线单元2和电源芯线单元3外部以紧固信号芯线单元2和电源芯线单元3;
[0070]步骤S7，外套管5套设于捆扎带4外部。
[0071]结合以上技术方案，本发明提供了一种探测电缆及其制造方法，由于在捆扎带4和紧固带51之间设置有保持架7，保持架7的容置腔内设置有柔性滚珠6，柔性滚珠6可以支撑外套管5。一方面，在探测电缆受到外部机械作用力时，柔性滚珠6可吸收部分机械作用力以起到缓冲的作用，因而，本发明提供的探测电缆可以承受较大的压力，不容易被折断。另一方面，由于柔性滚珠6的存在，外套管5在柔性滚珠6的滚动作用下可以实现相对于捆扎带4的相对运动，从而在外套管5受到外部机械作用力时，外套管5与捆扎带4发生相对错动从而减小应力集中，增加了探测电缆的韧性。
[0072]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种探测电缆，其特征在于，包括导气管(I)、围绕导气管(I)间隔排列的多个信号芯线单元(2)和电源芯线单元(3)、缠绕于多个信号芯线单元(2)和电源芯线单元(3)外部的捆扎带(4)、以及套设于所述捆扎带(4)外部的外套管(5)，所述外套管(5)从探测电缆的轴心沿半径方向依次层叠设置有紧固带(51)、屏蔽带(52)和外护带(53)，所述屏蔽带(52)两侧分别与所述紧固带(51)和所述外护带(53)粘接，所述捆扎带(4)和所述紧固带(51)之间设置有柔性滚珠(6)和保持架(7)，所述柔性滚珠(6)设置于所述保持架(7)的容置腔内并可以在所述容置腔内转动，所述保持架(7)与所述捆扎带(4)固定连接，所述捆扎带(4)和所述外套管(5)在所述柔性滚珠(6)的作用下实现了沿探测线缆轴线方向的相对运动。2.根据权利要求1所述的探测电缆，其特征在于，所述信号芯线单元(2)设置有三个。3.根据权利要求2所述的探测电缆，其特征在于，所述信号芯线单元(2)包括第一导体束(21)以及包覆所述第一导体束(21)的第一绝缘层(22)，所述第一导体束(21)由多根第一铜单丝(211)绞扭而成。4.根据权利要求3所述的探测电缆，其特征在于，所述第一铜单丝(211)的直径设置为0.1mm05.根据权利要求4所述的探测电缆，其特征在于，所述第一导体束(21)由六十四根第一铜单丝(211)绞扭而成。6.根据权利要求5所述的探测电缆，其特征在于，所述电源芯线单元(3)设置有三个。7.根据权利要求6所述的探测电缆，其特征在于，所述电源芯线单元(3)包括第二导体束(31)以及包覆所述第二导体束(31)的第二绝缘层(32)，所述第二导体束(31)由多根第二铜单丝(311)绞扭而成。8.根据权利要求7所述的探测电缆，其特征在于，所述第二铜单丝(311)的直径设置为0.2mmo9.根据权利要求8所述的探测电缆，其特征在于，所述第二导体束(31)由三十二根所述第二铜单丝(311)绞扭而成。10.—种根据权利要求9所述的探测电缆的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤SI，利用拉丝机分别拉制出直径为0.1mm的第一铜单丝(211)和直径为0.2mm的第二铜单丝(311); 步骤S2，将步骤SI中制得的的第一铜单丝(211)和第二铜单丝(311)加热后进行退火以增加韧性和强度； 步骤S3，将六十四根第一铜单丝(211)束绞成第一导体束(21)，将三十二根第二铜单丝(311)束绞成第二导体束(31); 步骤S4，通过挤出成型法在第一导体束(21)的外表面涂覆第一绝缘层(22)以制得信号芯线单元(2)，在第二导体束(31)上涂覆第二绝缘层(32)以制得电源芯线单元(3); 步骤S5，绞合三根信号芯线单元(2)和三根电源芯线单元(3)，三根所述信号芯线单元(2)和三根所述电源芯线单元(3)围绕一根导气管(I)间隔排列； 步骤S6，在捆扎带(4)上粘附容纳有滚珠(6)的保持架(7)，将捆扎带(4)缠绕在信号芯线单元(2)和电源芯线单元(3)外部以紧固信号芯线单元(2)和电源芯线单元(3); 步骤S7，外套管(5)套设于捆扎带(4)外部。
【文档编号】H01B13/012GK105869744SQ201610401816
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】孙子元, 郭永祥
【申请人】天津朗兴电线电缆有限公司