ОПТИЧЕСКИЙ КАБЕЛЬ

Полезная модель относится к области электротехники, и может быть использована в волоконно-оптических системах мониторинга протяженных объектов, в которых распределенным датчиком температуры, виброакустического возмущения или давления является одномодовое (многомодовое) оптическое волокно волоконно-оптического кабеля.
Известны конструкции оптических кабелей связи марок ОМС и ОПУ (Портнов Э.Л. Оптические кабели связи: Конструкции и характеристики. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002, с. 99-101, рис. 4.18), которая состоит из пластмассовой трубки со свободно уложенными оптическими волокнами (волокна в пучках) и межмодульным гидрофобным заполнителем, вокруг трубки - армированные стальные круглые оцинкованные проволоки, а затем наружная защитная оболочка, изготовленная из полиэтилена.
К недостаткам известного оптического кабеля можно отнести достаточно узкий диапазон рабочих температур, а также не обеспечивается защита оптических волокон от механических воздействий, соответственно, и не обеспечиваются эксплуатационные характеристики.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является конструкция оптического кабеля связи, содержащем оптический модуль, состоящий из трубки, внутри которой расположены оптические волокна, внутреннее пространство заполнено гидрофобным заполнителем, между оптическим модулем и защитной оболочкой расположены силовые элементы, трубка в оптическом модуле выполнена герметичной из нержавеющей стали, при этом толщина стенки трубки оптического модуля должна быть выполнена в пределах, равным 0,15÷0,5 мм, а ее внутренний диаметр в зависимости от числа оптических волокон выбран в пределах, равным 2,0÷4,0 мм, в качестве силовых элементов могут быть использованы стальная оцинкованная проволока, стеклопластиковые прутки или синтетические нити, при этом силовые элементы оптического кабеля связи могут быть расположены в виде повива с шагом скрутки или параллельно трубки оптического модуля, а в качестве гидрофобного заполнителя в оптическом модуле использован тиксотропный гель (см патент РФ №57022 «Оптический кабель связи (варианты)», опубл. 27.09.2006 г.)
Недостатком известной конструкции оптического кабеля являются недостаточная передача виброакустических сигналов и температурных возмущений. Известная конструкция оптического кабеля не выдерживает раздавливающих нагрузок, которые воздействуют на кабель при монтаже в различных условиях его эксплуатации.
Техническим результатом предлагаемых конструкций оптического кабеля связи является повышение эксплуатационной надежности путем уменьшения потерь виброакустических сигналов и температурных возмущений в защитных оболочках и других конструктивных элементах кабеля, а также за счет улучшения амплитудно-частотной характеристики в диапазоне частот 10-1000 Гц и повышения теплопередачи.
Технический результат достигается тем, что в оптическом кабеле, содержащий оптический модуль, состоящий из трубки, внутри которой расположены оптические волокна, внутреннее пространство заполнено гидрофобным заполнителем, трубка в оптическом модуле выполнена герметичной из нержавеющей стали, металлические элементы и внешняя оболочка, оптический модуль расположен во внешнем повиве вокруг центрального элемента, при этом внешней повив и центральный элемент могут быть выполнены из сочетания проволок из алюминия или алюминиевого сплава, или проволок плакированной алюминием, или стальной, или стальной оцинкованной, причем внешняя оболочка выполнена из полиэтилена высокой плотности, для предотвращения продольного проникновения влаги кабель пропитан гидрофобным заполнителем.
Причем соотношение диаметра проволок во внешнем повиве, прилегающих к оптическому модулю, к диаметру трубки оптического модуля должно быть выполнено, равным 1,1-1,3.
К отличительным признакам предлагаемого оптического кабеля, относится его конструктивное исполнение, комбинация применяемых материалов для центрального элемента и внешнего повива, расположение оптического модуля во внешнем повиве, выполнение внешней оболочки из полиэтилена высокой плотности, а также оптимальное выбранное соотношение диаметра проволок во внешнем повиве, прилегающих к оптическому модулю, к диаметру трубки оптического модуля.
Заявителю не известны конструкции оптических кабелей, представляющих совокупность всех признаков, характеризующих предлагаемую полезную модель, что говорит о новизне заявляемого объекта.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором представлено исполнение оптического кабеля, с внешним повивом и внешней оболочкой в поперечном сечении.
Оптический кабель содержит оптический модуль 1, в который входит трубка, внутри которой расположены оптические волокна, внутреннее пространство заполнено гидрофобным заполнителем, трубка в оптическом модуле 1 выполнена герметичной из нержавеющей стали, оптический модуль 1 расположен во внешнем повиве 2 вокруг центрального элемента 3, при этом внешней повив 2 и центральный элемента 3 могут быть выполнены из сочетания проволок из алюминия или алюминиевого сплава, или проволок плакированной алюминием, или стальной, или стальной оцинкованной.
Внешняя оболочка 4 выполнена из полиэтилена высокой плотности с твердостью по Шору D не менее 60. Для предотвращения продольного проникновения влаги оптический кабель пропитан гидрофобным заполнителем 5, в качестве которого использован межмодульный гидрофобный компаунд.
Выбор соотношения диаметра проволок внешнего повива 2, прилегающих к оптическому модулю 1, к диаметру трубки оптического модуля 1, выполнено равным 1,1-1,3, так как указанное соотношение определялось расчетным и экспериментальным путем с учетом нагрузочных характеристик.
Предлагаемая конструкция оптического кабеля позволяет уменьшить потери виброакустических сигналов и температурных возмущений в защитных оболочках и конструктивных элементах кабеля, повысить теплопередачу, а также улучшить амплитудно-частотную характеристику в диапазоне частот 10-1000 Гц.
Предлагаемая конструкция оптического кабеля, соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку его реализация возможна на базе известного оборудования, материалов и технологий, существующих в кабельной промышленности. Сборку предлагаемого варианта оптического кабеля, осуществляют с помощью традиционного оборудования, применяемого при их производстве.
Таким образом, вся совокупность предлагаемых конструктивных решений, соответствующие подобранные материалы и их различное сочетание позволяют обеспечить высокую эксплуатационную надежность оптического кабеля за счет улучшения физико-механических параметров, повышения термической и коррозионной стойкости, стойкости к механическому воздействию, а в целом приводит к увеличению срока службы кабеля и эксплуатационной надежности его работы в волоконно-оптических системах мониторинга протяженных объектов.