專利名稱：故障報(bào)警管線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型與可監(jiān)視故障或損壞的管線有關(guān)。
背景技術(shù)：
管線如電線、電纜、輸油管、輸氣管常會(huì)因外力損壞而短路或泄漏，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)容易釀成重大損失或?yàn)?zāi)難。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可對(duì)損壞故障報(bào)警的管線。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型為故障報(bào)警管線，包括管線體1，位于管線體1外的絕緣層2，絕緣層2的外周邊沿管線體軸向均布偶數(shù)根光纖3，偶數(shù)根光纖3在端部通過(guò)光纖連接器7串聯(lián)成一根光纖，光纖外有保護(hù)層4，該根光纖的兩端位于管線體1的同一端，該根光纖的一端與紅外光發(fā)射器5的輸出連接，光纖的另一端與紅外光接收器6的輸入連接。
光纖3沿管線體1軸線螺旋纏繞或交叉纏繞或平行均布。
管線體1為電線或電纜或管道。
紅外光發(fā)射器5由多諧振蕩器，放大器和紅外發(fā)光二極管構(gòu)成，多諧振蕩器的輸出接放大器的輸入，放大器的輸出接紅外發(fā)光二極管。
多諧振蕩器為集成塊NE555，其3腳接放大器3CK4型開(kāi)關(guān)三極管，三極管的集電極接紅外發(fā)光二極管，紅外發(fā)光二極管接光纖3。
紅外光接收器6的輸入端為光敏管VT1，光敏管VT1的輸出經(jīng)電容器C與運(yùn)算放大器的輸入連接，運(yùn)算放大器的輸出與三極管VT2的基極連接，VT2的集電極與繼電器K連接，K的動(dòng)合接點(diǎn)與發(fā)光二極管LED1連接，動(dòng)斷接點(diǎn)與發(fā)光二極管LED2的連接。
光敏管VT1為達(dá)林頓光敏管，運(yùn)算放大器為μA741，其2腳與電容C、電阻R1的一端和VT1的的發(fā)射極連接，6腳與VT2的基極連接，3腳經(jīng)電阻分別與VT1的集電極和電容C，電阻R1的另一端連接。
管線體為電力電纜芯，組成電纜的每一根電線的絕緣層2的外周均布設(shè)光纖3，光纖3有保護(hù)層4，電線合成的電纜芯外有外保護(hù)層。
管線體為弱電電纜芯，組成電纜芯的所有電線芯的共同內(nèi)保護(hù)層外均布設(shè)光纖3，光纖3外有外保護(hù)層4。
本實(shí)用新型的主要構(gòu)思是在需要監(jiān)視的電線、電纜、各類管線及其他物體外表適當(dāng)?shù)胤笤O(shè)光纖(光纖外需設(shè)一保護(hù)層)。該光纖根數(shù)為偶數(shù)。在始端由紅外光發(fā)射器向1號(hào)光纖始端發(fā)送紅外光信號(hào)。在末端將1、2號(hào)光纖對(duì)接，光信號(hào)由2號(hào)光纖傳送回到始端，射到紅外光接收器。紅外光接收器將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，并將其放大、處理，使一個(gè)繼電器動(dòng)作吸合。繼電器動(dòng)合接點(diǎn)閉合，點(diǎn)亮“綠燈”，報(bào)告一切正常。當(dāng)被監(jiān)視物體外表受到外力損傷時(shí)，會(huì)先損傷并弄斷光纖。這時(shí)，光信號(hào)就不能返回到始端的紅外光接收器。繼電器會(huì)釋放，動(dòng)合接點(diǎn)斷開(kāi)，“綠燈”熄。動(dòng)斷接點(diǎn)閉合，“紅燈”亮，給出故障報(bào)警信號(hào)。
對(duì)于強(qiáng)電的電線和電力電纜，當(dāng)發(fā)生非始端和末端的短路時(shí)(始端和末端短路不在本實(shí)用新型討論范圍內(nèi))，也會(huì)損壞并弄斷光纖，監(jiān)視系統(tǒng)會(huì)同上一樣動(dòng)作，給出故障報(bào)警信號(hào)。
本實(shí)用新型用光纖作為監(jiān)視的傳感器。由于光纖為絕緣體，不導(dǎo)電，可以適用于更廣泛的情況。如用于高電壓及超高電壓電纜。也適用于輸油、輸氣(可燃及不可燃)管線。還可用于輸送化工原料(有毒或無(wú)毒)管線等。本實(shí)用新型還可適用于其他重要工程、裝置和機(jī)器設(shè)備中。


圖1為本實(shí)用新型的電線橫截面結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為弱電電纜結(jié)構(gòu)圖。
圖4為管線軸向布設(shè)二根光纖的結(jié)構(gòu)圖。
圖5為管線軸向布設(shè)四根光纖的結(jié)構(gòu)圖。
圖6為管線軸向布設(shè)六根光纖的結(jié)構(gòu)圖。
圖7為紅外光發(fā)射器電路原理圖。
圖8為紅外光接收器電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的管線體1外的絕緣層2上軸向均布偶數(shù)根光纖3，光纖3在端部通過(guò)連接器7串連接成一根光纖，光纖外有保護(hù)層4，整根光纖的一端與紅外光發(fā)射器5的輸出連接，另一端與紅外光接收器6的輸入連接。
圖7為紅外光發(fā)射器電路圖。圖中NE555構(gòu)成無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。3腳輸出脈沖寬度t1＝0.69R2C，重復(fù)周期T＝t1+t2。t2＝0.69(R1+R2)C。因此，T＝0.69(R1+2R2)C。當(dāng)R1＝12KΩ，R2＝1.5KΩ，C＝1μf時(shí)t1＝1ms，T＝10ms。重復(fù)頻率f＝1/T＝100Hz。VT1為3CK4型開(kāi)關(guān)三極管，可進(jìn)一步放大輸出信號(hào)以驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管LED發(fā)出紅外光脈沖。
圖8為紅外光接收器電路圖。圖中VT1為達(dá)林頓光敏管。當(dāng)紅外光脈沖射到上面時(shí)，Ce間內(nèi)阻變小，+15V電源經(jīng)過(guò)VT1向電容C充電。經(jīng)多個(gè)脈沖的充電后，電容器C得到近似直流的高電位，經(jīng)運(yùn)算放大器μA741放大后，在6腳輸出直流的低電位，使三管VT2導(dǎo)通，繼電器K得電吸合。K吸合后，動(dòng)合接點(diǎn)閉合，LED1“綠燈”亮，動(dòng)斷接點(diǎn)斷開(kāi)，LED2“紅燈”熄。
當(dāng)出現(xiàn)故障，光纖被損壞弄斷時(shí)，無(wú)紅外光脈沖射到VT1上，Ce間內(nèi)阻變得很大(比R1大許多倍)。原來(lái)已充電的電容器C經(jīng)R1放電，μA741的2腳電位降低，經(jīng)放大后，6腳電位升高，VT2被截止(不導(dǎo)電)，繼電器K失電釋放。動(dòng)合接點(diǎn)斷開(kāi)，LED1“綠燈”熄。動(dòng)斷接點(diǎn)閉合，LED2“紅燈”亮，給出故障報(bào)警信號(hào)。
由于達(dá)林頓光敏管VT1靈敏度高，加上運(yùn)算放大器μA741放大倍數(shù)高，因而紅外光接收器總體靈敏度很高，微弱的紅外光脈沖信號(hào)就能使電路正常工作。
實(shí)施例1本實(shí)用新型為電線，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。常用電線只有導(dǎo)體1和絕緣層2。而護(hù)套線則兩根或三根合在一起再加護(hù)套層。
改動(dòng)后的電線在絕緣層2外再均勻地布設(shè)二根或更多偶數(shù)根光纖3，然后再設(shè)外保護(hù)層4。
光纖一般多采用二氧化硅系多模光纖。只有在距離很長(zhǎng)(若干公里)時(shí)用二氧化硅系單模光纖。光長(zhǎng)度很短(十米內(nèi))時(shí)還可用塑料光纖。
光纖沿電線軸向可螺旋纏繞、交叉纏繞，也可不纏繞作平直布設(shè)。光纖間距一般為5mm(根據(jù)用戶的不同需要，光纖間距可適當(dāng)?shù)卦龃蠡驕p小)。布設(shè)如圖2所示。
實(shí)施例2本實(shí)用新型為電力電纜對(duì)于三相三線、三相四線及三相五線電力電纜中的每一根電線都作上述實(shí)施例1中單一根電線一樣處理，然后再合成電纜，最后作外保護(hù)層。
實(shí)施例3本實(shí)用新型為弱電電纜弱電電纜包括如控制電纜、信號(hào)電纜等。對(duì)弱電電纜只需對(duì)整根電纜在內(nèi)保護(hù)層2外布設(shè)光纖3，然后作外保護(hù)層4。眾線芯絞線8在最里面。示意圖見(jiàn)圖3。根據(jù)用戶的不同需要，光纖間距可比圖3中的5mm適當(dāng)增大或減小。
權(quán)利要求1.故障報(bào)警管線，包括管線體(1)，位于管線體(1)外的絕緣層(2)，其特征在于絕緣層(2)的外周邊沿管線體軸向均布偶數(shù)根光纖(3)，偶數(shù)根光纖(3)在端部通過(guò)光纖連接器(7)串聯(lián)成一根光纖，光纖外有保護(hù)層(4)，該根光纖的兩端位于管線體(1)的同一端，該根光纖的一端與紅外光發(fā)射器(5)的輸出連接，光纖的另一端與紅外光接收器(6)的輸入連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線，其特征在于光纖(3)沿管線體(1)軸線螺旋纏繞或交叉纏繞或平行均布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線，其特征在于管線體(1)為電線或電纜或管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線，其特征在于紅外光發(fā)射器(5)由多諧振蕩器，放大器和紅外發(fā)光二極管構(gòu)成，多諧振蕩器的輸出接放大器的輸入，放大器的輸出接紅外發(fā)光二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管線，其特征在于多諧振蕩器為集成塊NE555，其3腳接放大器3CK4型開(kāi)關(guān)三極管，三極管的集電極接紅外發(fā)光二極管，紅外發(fā)光二極管接光纖(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線，其特征在于紅外光接收器(6)的輸入端為光敏管VT1，光敏管VT1的輸出經(jīng)電容器C與運(yùn)算放大器的輸入連接，運(yùn)算放大器的輸出與三極管VT2的基極連接，VT2的集電極與繼電器K連接，K的動(dòng)合接點(diǎn)與發(fā)光二極管LED1連接，動(dòng)斷接點(diǎn)與發(fā)光二極管LED2的連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的管線，其特征在于光敏管VT1為達(dá)林頓光敏管，運(yùn)算放大器為μA741，其2腳與電容C、電阻R1的一端和VT1的的發(fā)射極連接，6腳與VT2的基極連接，3腳經(jīng)電阻分別與VT1的集電極和電容C，電阻R1的另一端連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線，其特征在于管線體為電力電纜芯，組成電纜的每一根電線的絕緣層(2)的外周均布設(shè)光纖(3)，光纖(3)有保護(hù)層(4)，電線合成的電纜芯外有外保護(hù)層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管線，其特征在于管線體為弱電電纜芯，組成電纜芯的所有電線芯的共同內(nèi)保護(hù)層外均布設(shè)光纖(3)，光纖(3)外有外保護(hù)層(4)。
專利摘要本實(shí)用新型為故障報(bào)警管線，包括管線體(1)，位于管線體(1)外的絕緣層(2)，絕緣層(2)的外周邊沿管線體軸向均布偶數(shù)根光纖(3)，偶數(shù)根光纖(3)在端部通過(guò)光纖連接器(7)串聯(lián)成一根光纖，光纖外有保護(hù)層(4)，該根光纖的兩端位于管線體(1)的同一端，該根光纖的一端與紅外光發(fā)射器(5)的輸出連接，光纖的另一端與紅外光接收器(6)的輸入連接。
文檔編號(hào)G01R31/08GK2715169SQ20042003413
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2004年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月21日
發(fā)明者周文欽 申請(qǐng)人:周文欽