供水管道内壁敷设分布式光纤的装置及方法与流程

本发明涉及敷设光纤的技术领域，特指一种供水管道内壁敷设分布式光纤的装置及方法。

背景技术：

分布式光纤，对于供水管道的漏损有着较为敏锐的探测作用。当供水管道内壁敷设光纤时，光纤的一端连接监控主机，主机能够对光纤感应到的泄漏声引起的光相位变化信号进行处理。当发生泄漏时，管内一定压力的水会通过泄漏孔流出，同时冲击漏孔边缘或者管外泥土形成泄漏声。泄漏声可能通过各种介质传导至光纤，并激励光纤产生受激振动。

内壁敷设光纤可以使光纤受到管道保护，不会被泥土中其他生物侵扰。若在管道敷设的同时敷设光纤，施工较为方便。但对于已经敷设在地下的供水管道，敷设光纤需要进行开挖，露出供水管道的两端后，在穿入光纤，施工难度大，工程量大。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种供水管道内壁敷设分布式光纤的装置及方法，解决现有的对于已经敷设在地下的供水管道敷设光纤需要进行开挖而存在的施工难度大、工程量大的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种供水管道内壁敷设分布式光纤的方法，包括如下步骤：

提供一喷涂机，将所述喷涂机置于供水管道内；

提供光纤轮盘，所述光纤轮盘上缠绕有光纤，将所述光纤轮盘可转动地装设于所述喷涂机上，并将所述光纤的端部临时固定；以及

驱动所述喷涂机沿所述供水管道移动，所述光纤随着所述喷涂机的移动而敷设于所述供水管道的内壁，同时所述喷涂机对所述供水管道的内壁进行喷涂作业以于所述供水管道的内壁形成喷涂膜层，所形成的喷涂膜层覆于已敷设于所述供水管道内壁的光纤上并将所述光纤固定于所述供水管道。

本发明提供了一种非开挖方式的光纤敷设方法，将光纤轮盘安装在喷涂机上，将喷涂机放入到供水管道内，从而随着喷涂机的移动而同步地敷设光纤，光纤敷设好后利用喷涂形成的喷涂膜层将光纤固定于供水管道，施工简单方便，且光纤包裹在喷涂膜层和供水管道的管壁之间，安全、牢固，这样固定的光纤可以起到良好的探测泄漏的效果。喷涂机对供水管道内壁的喷涂作业所形成的喷涂膜层，可以对供水管道起到良好的修复作用，既能够加强供水管道的整体强度，又能够封堵供水管道的漏孔。

本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的方法的进一步改进在于，将所述喷涂机置于供水管道内之后，将所述喷涂机从所述供水管道的第一端移动至第二端；

在驱动所述喷涂机沿所述供水管道移动时，驱动所述喷涂机以后退的方式从所述供水管道的第二端移动至第一端。

本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的方法的进一步改进在于，将所述光纤轮盘装设于所述喷涂机的后端，并将所述光纤的端部从所述喷涂机的底部自所述喷涂机的后端穿置到前端，并将所述光纤的端部临时固定于所述供水管道的第二端处。

本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的方法的进一步改进在于，还包括：

提供定位轮，将所述定位轮通过支杆安装于所述喷涂机上，所述定位轮的安装位置与所述光纤的敷设位置相对应；

敷设光纤时，通过所述定位轮将所述光纤压设于所述供水管道的内壁。

本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的方法的进一步改进在于，所述定位轮的表面设有定位凹槽，所述定位凹槽卡套于光纤上对应的部分，所述定位轮的底部与所述供水管道的内壁相接触。

本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的方法的进一步改进在于，所述喷涂机的前端安装有旋转式喷头，通过所述旋转式喷头进行喷涂作业。

本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的方法的进一步改进在于，还包括：

提供定滑轮，将所述定滑轮安装于所述喷涂机上并靠近所述光纤轮盘设置，所述光纤轮盘上放出的光纤绕过所述定滑轮进而敷设于所述供水管道的内壁。

本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的方法的进一步改进在于，驱动所述喷涂机沿所述供水管道移动的步骤包括：

于所述喷涂机上连接一牵引绳；

将所述牵引绳的另一端缠绕于一卷扬机上，通过所述卷扬机卷绕所述牵引绳而拉动所述喷涂机沿所述供水管道移动。

本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的方法的进一步改进在于，驱动所述喷涂机沿所述供水管道移动的步骤包括：

提供驱动电机，将所述驱动电机与所述喷涂机的轮子驱动连接，通过所述驱动电机驱动所述喷涂机的轮子旋转以驱动所述喷涂机沿所述供水管道移动。

本发明还提供了一种供水管道内壁敷设分布式光纤的装置，包括：

置于所述供水管道内的喷涂机；

可转动地装设在所述喷涂机上的光纤轮盘，所述光纤轮盘上缠绕有光纤；以及

与所述喷涂机驱动连接的驱动机构，通过所述驱动机构驱动所述喷涂机移动，随着所述喷涂机的移动所述光纤敷设于所述供水管道的内壁，且所述喷涂机在移动的同时对所述供水管道的内壁进行喷涂作业以于所述供水管道的内壁形成喷涂膜层，所形成的喷涂膜层覆于已敷设于所述供水管道内壁的光纤上从而将所述光纤固定于所述供水管道。

附图说明

图1为本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的装置及方法中喷涂机与供水管道内的结构示意图。

图2为图1所示的侧视图。

图3为本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的装置及方法中供水管道内壁形成喷涂膜层后的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种供水管道内壁敷设分布式光纤的装置及方法，用于实现在非开挖前提下对地下的供水管道进行光纤的敷设，本发明利用喷涂技术将分布式光纤固定在供水管道的内壁，喷涂后，光纤包裹在喷涂层和管壁之间，安全、牢固，并且可以起到良好的探测泄漏的效果。光纤的敷设借助喷涂机的移动实现，使得敷设光纤和喷涂作业同步进行，避免了开挖作业，敷设工作简单方便。下面结合附图对本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的装置及方法进行说明。

参阅图1，显示了本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的装置及方法中喷涂机与供水管道内的结构示意图。下面结合图1，对本发明供水管道内壁敷设分布式光纤的装置进行说明。

如图1所示，如图1所示，本发明的供水管道内壁敷设分布式光纤的装置，包括喷涂机20、光纤轮盘31以及驱动机构；喷涂机20置于供水管道10内；光纤轮盘31可转动地装设在喷涂机20上，该光纤轮盘31上缠绕有光纤311，光纤311可随着光纤轮盘31的旋转而实现收放；驱动机构与喷涂机20驱动连接，该驱动机构驱动喷涂机20移动，随着喷涂机20的移动该光纤311敷设于供水管道10的内壁，且喷涂机20在移动的同时对供水管道10的内壁进行喷涂作业以于供水管道10的内壁面形成喷涂膜层32，所形成的喷涂膜层32覆于已敷设在供水管道10内壁的光纤311上并将该光线311固定于供水管道10。

本发明的供水管道10为埋设于地下的供水管道，该供水管道10的两端设置有竖向的操作井，通过操作井将喷涂机20送入到供水管道10内。较佳地，供水管道10的直径为大于等于30cm。具体地，将喷涂机20从地面吊入到供水管道10的第一端11的操作井内，工作人员也一起进入该操作井，工作人员将喷涂机20从操作井内送入到供水管道10内。

在一种具体实施方式中，喷涂机20置于供水管道10内之后，将喷涂机20从供水管道10的第一端11移动至第二端12；在驱动喷涂机20沿供水管道10移动时，驱动喷涂机20以后退的方式从供水管道10的第二端12移动至第一端11。利用喷涂机20以后退的移动方式在供水管道10内移动，可实现先铺好光纤311，后进行喷涂作业，从而喷涂形成的喷涂膜层32能够覆盖光纤311，将光纤311固定于供水管道10的内壁上。

在一种具体实施方式中，光纤轮盘31装设于喷涂机20的后端22，光纤311的端部从喷涂机20的底部自喷涂机20的后端22穿置到前端21，光纤311的端部临时固定于供水管道10的第二端12处。

较佳地，在喷涂机20移动到供水管道10的第二端12处时，施工人员在供水管道10的第二端12处的操作井内将光纤轮盘31固定在喷涂机20上，并将光纤轮盘31上光纤的端部(也即端头)从喷涂机20的底部自后端绕到前端，并将该端部临时固定。

为描述方便定义喷涂机20的后端22所在的方向为后方，前端21所在的方向为前方。光纤轮盘31安装到喷涂机20的后端22，配合喷涂机20向着后方倒退式的移动，且光纤311的端部临时固定在供水管道10的第二端12处，随着喷涂机20的移动，光纤轮盘31旋转以放出光纤311，在喷涂机20的前方的光纤敷设于供水管道10的内壁上，实现了喷涂机20移动的同时光纤同步敷设好。

进一步地，喷涂机20的后端22固定有一支架，该支架上设有一转轴，安装光纤轮盘31时，将光纤轮盘31套设在转轴上，从而该光纤轮盘31可绕着转轴进行自由转动。安装好光纤轮盘31后，在转轴的端部固定一档位件，防止光纤轮盘31脱落。

在一种具体实施方式中，如图1所示，还包括安装在喷涂机20上的定位轮33，该定位轮33通过支杆34安装于喷涂机20上，该定位轮33的安装位置与光纤311的敷设位置相对应；该定位轮33抵压光纤311对饮的部分以将光纤311压设于供水管道10内，且该定位轮33的底部与供水管道10的内壁相接触。通过设置的定位轮33，在敷设光纤311时，将光纤311压设于供水管道10的内壁。

具体地，将定位轮33通过支杆34支撑连接在喷涂机20上，较佳地，将定位轮33安装在喷涂机20的前端21处，定位轮33压设于光纤311上，随着喷涂机20的移动，定位轮33在供水管道10的内壁滚动，进而光纤311依靠定位轮33的压力顺势敷设于内壁。

进一步地，定位轮33的表面设有定位凹槽，定位凹槽卡套于光纤311上对应的部分，定位轮33的底部与供水管道10的内壁相接触。定位轮33通过支杆34而支撑在供水管道10的内壁的底部，该定位轮33可沿着供水管道10的内壁移动，定位轮33设中的定位凹槽对敷设的光纤311起到定位导向的作用，确保光纤311沿着供水管道10的内壁的底部进行敷设。

在一种具体实施方式中，如图1所示，喷涂机20的前端21安装有旋转式喷头23，通过旋转式喷头23进行喷涂作业。该旋转式喷头23可360°旋转喷涂，对供水管道10的内壁进行均匀喷涂，结合图3所示，从而在供水管道10的内壁面上形成喷涂膜层32。

较佳地，喷涂机20的旋转式喷头23与一输料管24连通，该输料管24从喷涂机20的后端22伸出，进而从供水管道10的第一端11伸出，该输料管24进而从操作井的井口伸出并伸入到装有涂料的料罐内，通过输料管24将涂料输送给旋转式喷头23，旋转式喷头23将涂料均匀喷涂到供水管道10的内壁上。又佳地，在输料管24上连接有涂料泵，用以将料罐内的涂料经过输料管泵送到旋转式喷头23处。

进一步地，旋转式喷头23通过一转轴而支撑在喷涂机20的前端21处，旋转式喷头23与喷涂机20的前端21具有一定的间距，以确保旋转式喷头23对供水管道10的内壁进行喷涂时，喷出的涂料不会喷涂在喷涂机20上。较佳地，涂料采用聚脲涂料。

利用旋转式喷头喷涂涂料形成喷涂膜层，实现对漏损的供水管道进行修复，通过高速转动将涂料均匀洒在内壁上，凝固后形成一层牢固的涂层，以此达到堵住漏孔的目的，实现供水管道的修复，还加强了供水管道的结构强度。

在一种具体实施方式中，如图1和图2所示，还包括安装在喷涂机20上的定滑轮35，该定滑轮35靠近光纤轮盘31设置，光纤轮盘31上放出的光纤311绕过定滑轮35进而敷设于供水管道10的内壁。

较佳地，定滑轮35通过一撑杆36支撑连接在喷涂机20的后端22，定滑轮35与供水管道10的内壁之间留有一定的间距，光纤311从光纤轮盘31上放出后，绕过定滑轮35之后再敷设于供水管道10的内壁上。定滑轮35和定位轮33相配合，能够对光纤311的敷设起到定位的作用，确保放出的光纤311顺直地敷设在供水管道10的内壁上。

又佳地，撑杆36呈倾斜状态设置，撑杆36和支杆34以底部相远离的方向倾斜设置。

在一种具体实施方式中，驱动机构包括牵引绳37和卷扬机；该牵引绳37的一端与喷涂机20连接，牵引绳37的另一端缠绕于卷扬机上，通过卷扬机卷绕牵引绳37而拉动喷涂机20移动，使得喷涂机20可沿供水管道10移动。

将牵引绳37一端固定在喷涂机20的后端22，牵引绳37的另一端卷绕固定在卷扬机上，该卷扬机可放置在供水管道10的第一端11处的操作井内的吊装平台上，通过卷扬机的均匀的卷收牵引绳37，而实现均匀的拉动喷涂机20向后移动。

在一种具体实施方式中，驱动机构为与喷涂机20的轮子驱动连接的驱动电机，该驱动电机驱动喷涂机的轮子旋转以驱动喷涂机沿供水管道10移动。如图1和图2所示，驱动电机的输出轴通过齿轮与轮子25的安装轴传动连接，该驱动电机固设于喷涂机20上，通过齿轮传动实现驱动电机驱动轮子25旋转进而使得喷涂机20均速地沿着供水管道10进行移动。

在一种具体实施方式中，还包括固设于供水管道10的一端部处的临时固定结构41，该临时固定41与光纤311的端部固定连接以将该光纤311的端部临时固定于供水管道10。较佳地，该临时固定结构41为固定在供水管道10的内壁底部的压杆，通过压杆将光纤311的端部临时固定在供水管道10上。又佳地，临时固定结构41为一机器人，通过机器人按压该光纤311的端部。

本发明还提供了一种供水管道内壁敷设分布式光纤的方法，下面对该方法进行说明。

如图1所示，本发明的供水管道内壁敷设分布式光纤的方法，包括如下步骤：

提供一喷涂机20，将喷涂机20置于供水管道10内；

提供光纤轮盘31，该光纤轮盘31上缠绕有光纤311，将光纤轮盘31可转动地装设于喷涂机20上，并将光纤311的端部临时固定；以及

驱动喷涂机20沿供水管道10移动，光纤311随着喷涂机20的移动而敷设于供水管道10的内壁，结合图3所示，同时喷涂机20对供水管道10的内壁进行喷涂作业以于供水管道10的内壁形成喷涂膜层32，所形成的喷涂膜层32覆于已敷设于供水管道10内壁的光纤311上并将光纤311固定于供水管道10。

本发明的供水管道10为埋设于地下的供水管道，该供水管道10的两端设置有竖向的操作井，通过操作井将喷涂机20送入到供水管道10内。较佳地，供水管道10的直径为大于等于30cm。具体地，将喷涂机20从地面吊入到供水管道10的第一端11的操作井内，工作人员也一起进入该操作井，工作人员将喷涂机20从操作井内送入到供水管道10内。

在一种具体实施方式中，将喷涂机20置于供水管道10内之后，将喷涂机20从供水管道10的第一端11移动至第二端12；

在驱动喷涂机20沿供水管道10移动时，驱动喷涂机20以后退的方式从供水管道10的第二端12移动至第一端11。

利用喷涂机20以后退的移动方式在供水管道10内移动，可实现先铺好光纤311，后进行喷涂作业，从而喷涂形成的喷涂膜层32能够覆盖光纤311，将光纤311固定于供水管道10的内壁上。

在一种具体实施方式中，将光纤轮盘31装设于喷涂机20的后端22，并将光纤311的端部从喷涂机20的底部自喷涂机20的后端22穿置到前端21，并将光纤311的端部临时固定于供水管道10的第二端12处。

较佳地，在喷涂机20移动到供水管道10的第二端12处时，施工人员在供水管道10的第二端12处的操作井内将光纤轮盘31固定在喷涂机20上，并将光纤轮盘31上光纤的端部(也即端头)从喷涂机20的底部自后端绕到前端，并将该端部临时固定。

为描述方便定义喷涂机20的后端22所在的方向为后方，前端21所在的方向为前方。光纤轮盘31安装到喷涂机20的后端22，配合喷涂机20向着后方倒退式的移动，且光纤311的端部临时固定在供水管道10的第二端12处，随着喷涂机20的移动，光纤轮盘31旋转以放出光纤311，在喷涂机20的前方的光纤敷设于供水管道10的内壁上，实现了喷涂机20移动的同时光纤同步敷设好。

进一步地，喷涂机20的后端22固定有一支架，该支架上设有一转轴，安装光纤轮盘31时，将光纤轮盘31套设在转轴上，从而该光纤轮盘31可绕着转轴进行自由转动。安装好光纤轮盘31后，在转轴的端部固定一档位件，防止光纤轮盘31脱落。

在一种具体实施方式中，如图1所示，还包括：

提供定位轮33，将定位轮33通过支杆34安装于喷涂机20上，定位轮33的安装位置与光纤311的敷设位置相对应；

敷设光纤311时，通过定位轮33将光纤311压设于供水管道10的内壁。

具体地，将定位轮33通过支杆34支撑连接在喷涂机20上，较佳地，将定位轮33安装在喷涂机20的前端21处，定位轮33压设于光纤311上，随着喷涂机20的移动，定位轮33在供水管道10的内壁滚动，进而光纤311依靠定位轮33的压力顺势敷设于内壁。

进一步地，定位轮33的表面设有定位凹槽，定位凹槽卡套于光纤311上对应的部分，定位轮33的底部与供水管道10的内壁相接触。定位轮33通过支杆34而支撑在供水管道10的内壁的底部，该定位轮33可沿着供水管道10的内壁移动，定位轮33设中的定位凹槽对敷设的光纤311起到定位导向的作用，确保光纤311沿着供水管道10的内壁的底部进行敷设。

在一种具体实施方式中，如图1所示，喷涂机20的前端21安装有旋转式喷头23，通过旋转式喷头23进行喷涂作业。该旋转式喷头23可360°旋转喷涂，对供水管道10的内壁进行均匀喷涂，结合图3所示，从而在供水管道10的内壁面上形成喷涂膜层32。

较佳地，喷涂机20的旋转式喷头23与一输料管24连通，该输料管24从喷涂机20的后端22伸出，进而从供水管道10的第一端11伸出，该输料管24进而从操作井的井口伸出并伸入到装有涂料的料罐内，通过输料管24将涂料输送给旋转式喷头23，旋转式喷头23将涂料均匀喷涂到供水管道10的内壁上。又佳地，在输料管24上连接有涂料泵，用以将料罐内的涂料经过输料管泵送到旋转式喷头23处。

进一步地，旋转式喷头23通过一转轴而支撑在喷涂机20的前端21处，旋转式喷头23与喷涂机20的前端21具有一定的间距，以确保旋转式喷头23对供水管道10的内壁进行喷涂时，喷出的涂料不会喷涂在喷涂机20上。较佳地，涂料采用聚脲涂料。

利用旋转式喷头喷涂涂料形成喷涂膜层，实现对漏损的供水管道进行修复，通过高速转动将涂料均匀洒在内壁上，凝固后形成一层牢固的涂层，以此达到堵住漏孔的目的，实现供水管道的修复，还加强了供水管道的结构强度。

在一种具体实施方式中，如图1和图2所示，还包括：

提供定滑轮35，将定滑轮35安装于喷涂机20上并靠近光纤轮盘31设置，光纤轮盘31上放出的光纤311绕过定滑轮35进而敷设于供水管道10的内壁。

较佳地，定滑轮35通过一撑杆36支撑连接在喷涂机20的后端22，定滑轮35与供水管道10的内壁之间留有一定的间距，光纤311从光纤轮盘31上放出后，绕过定滑轮35之后再敷设于供水管道10的内壁上。定滑轮35和定位轮33相配合，能够对光纤311的敷设起到定位的作用，确保放出的光纤311顺直地敷设在供水管道10的内壁上。

又佳地，撑杆36呈倾斜状态设置，撑杆36和支杆34以底部相远离的方向倾斜设置。

在一种具体实施方式中，驱动喷涂机20沿供水管道移动的步骤包括：

于喷涂机20上连接一牵引绳37；

将牵引绳37的另一端缠绕于一卷扬机上，通过卷扬机卷绕牵引绳而拉动喷涂机20沿供水管道10移动。

将牵引绳37一端固定在喷涂机20的后端22，牵引绳37的另一端卷绕固定在卷扬机上，该卷扬机可放置在供水管道10的第一端11处的操作井内的吊装平台上，通过卷扬机的均匀的卷收牵引绳37，而实现均匀的拉动喷涂机20向后移动。

在一种具体实施方式中，驱动喷涂机20沿供水管道10移动的步骤包括：

提供驱动电机，将驱动电机与喷涂机20的轮子25驱动连接，通过驱动电机驱动喷涂机20的轮子旋转以驱动喷涂机20沿供水管道10移动。如图1和图2所示，驱动电机的输出轴通过齿轮与轮子25的安装轴传动连接，该驱动电机固设于喷涂机20上，通过齿轮传动实现驱动电机驱动轮子25旋转进而使得喷涂机20均速地沿着供水管道10进行移动。

在一种具体实施方式中，固定光纤311端部的临时固定，通过临时固定结构41将光纤311的端部临时固定于供水管道10上，在一种实施例中，临时固定结构41为压杆，将光纤311的端部通过压杆固定在供水管道10的第二端12处的操作井的内壁。另一种实施例中，临时固定结构41为机器人，通过机器人将光纤311的端部压设在供水管道10的内壁的底部。

下面对本发明敷设分布式光纤的过程进行说明。

一个施工人员从供水管道第一端的操作井将后端接有涂料输送管的喷涂机送入到供水管道内，启动该喷涂机，使其行走至供水管道的第二端；另一个施工人员在供水管道的第二端将光纤轮盘安装在喷涂机上，将光纤的端头绕过定滑轮，穿过定位轮的底部，进而将该端头临时固定，且光纤的端头至位于定位轮底部的部分贴合于供水管道的内壁的底部。接着开启该喷涂机，使得喷涂机均速后退，同时喷涂机旋转式喷头开始高速旋转，进行喷涂。喷涂机匀速后退过程中，光纤轮盘均匀转动，逐渐放出光纤，并与供水管道的底部贴合，喷涂过程中，涂料将光纤表面全部覆盖，使光纤完全固定在供水管道的内壁底部。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。