CN105676383B - 光缆、温度传感器以及温度传感器的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光缆、温度传感器以及温度传感器的制作方法。该光缆包括光纤及保护层，保护层包裹在光纤外，光缆还包括涂覆层，涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层，第一涂覆层涂覆在光纤的外表面，第二涂覆层涂覆在第一涂覆层的外表面，第一涂覆层的材料是聚酰亚胺，第二涂覆层的材料是耐高温氟材料；保护层位于涂覆层外，保护层由耐高温氟材料透气管制成。该温度传感器包括该光缆，还包括温度探头，温度探头与光缆粘结固定。本温度传感器具有较强的抗拉伸和抗高电压强度，抗振动性能良好且能够确保长时间可靠运行的温度传感器。
Description
技术领域
本发明涉及光纤温度传感器领域，具体的，涉及一种应用于温度传感器的光缆，还涉及一种应用该光缆的温度传感器及其制作方法。
背景技术
现有的油浸变压器绕组温度实时测量的光纤温度传感技术，主要有光纤布拉格光栅、荧光光纤测温和半导体光纤测温技术，但目前的传感器设计在应用中存在易损伤，难以兼容变压器全流程制作工艺等问题。在基于荧光光纤传感技术的油浸变压器绕组温度实时测量的光纤温度传感器中，通过结构设计和封装工艺优化，能兼容油浸变压器制造工艺流程，具备较高的抗拉和抗压强度，封装难度小、耐高电压性能优越，且构建的系统鲁棒性好，已成为了目前的主流技术手段。
现有的光纤温度传感器使用光纤与温度探头组合而成，由于普通光纤的耐温耐压性能不佳，为了使得光纤温度传感器能够应用在高温高电压的环境，往往需要对光纤进行一系列的处理，使得光纤抗高温以及抗高电压性增加。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种抗高温、抗高电压、抗拉伸以及柔韧性较高的光缆。
本发明的第二目的是提供一种具有较强的抗拉伸强度，抗振动性能良好且能够确保长时间可靠运行的温度传感器。
本发明的第三目的是提供一种具有较强的抗拉伸强度，抗振动性能良好且能够确保长时间可靠运行的温度传感器的制作方法。
为了实现上述第一目的，本发明提供的光缆包括光纤及保护层，保护层包裹在光纤外，光缆还包括涂覆层，涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层，第一涂覆层涂覆在光纤的外表面，第二涂覆层涂覆在第一涂覆层的外表面，第一涂覆层的材料是聚酰亚胺，第二涂覆层的材料是耐高温氟材料；保护层位于涂覆层外，保护层由耐高温氟材料透气管制成。
由上述方案可见，本发明的光缆在光纤外表面使用耐高温材料作为涂覆层及保护层，可使得光纤的耐高温性增加，抗拉伸强度增强且光纤的柔韧性提升，进而提高光纤的使用寿命。其中由于聚酰亚胺具有抗高温以及抗高电压性能较强，使用聚酰亚胺作为涂覆层，可使光纤的抗高温性能以及抗高电压性能增强。
优选的方案中，保护层包括第一保护层以及第二保护层，第二保护层位于第一保护层外；光缆还包括编织层，编织层位于第一保护层和第二保护层中间，编织层的材料是耐高温纤维。
由此可见，本发明的光缆设置两层保护层，且使用同类的耐高温材料制成，可进一步提高光纤的耐高温性，此外，为了增加光纤的抗拉伸性，在光缆中设置一层编织层，可保护光纤在受到拉伸时不易损坏。
进一步的方案中，光缆还包括旋切管，旋切管包套在第二保护层外，旋切管由耐高温氟材料制成。
由上述方案可见，在光缆的最外围使用旋切管进行保护，可使光缆内层结构得到保护，同时使用旋切管可使光缆的制作步骤更加便捷。
为了实现上述第二目的，本发明提供的温度传感器包括温度探头以及光缆，温度探头与光缆粘结固定，光缆包括光纤及保护层，保护层包裹在光纤外。光缆还包括涂覆层，涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层，第一涂覆层涂覆在光纤的外表面，第二涂覆层涂覆在第一涂覆层的外表面，第一涂覆层的材料是聚酰亚胺，第二涂覆层的材料是耐高温氟材料；保护层位于涂覆层外，保护层由耐高温氟材料透气管制成。
由上述方案可见，本发明的温度传感器使用抗高温材料组成的光缆，可具有较强的抗拉伸强度，可确保温度传感器在高温环境下长时间可靠运行。
为了实现上述第三目的，本发明提供的温度传感器的制作方法包括在光纤外围覆盖涂覆层，涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层，第一涂覆层涂覆在光纤的外表面，第二涂覆层涂覆在第一涂覆层的外表面，第一涂覆层的材料是聚酰亚胺，第二涂覆层的材料是耐高温氟材料；在涂覆层外围覆盖保护层，保护层由耐高温氟材料透气管制成；将温度探头与光纤粘结固定。执行在涂覆层外围覆盖保护层的步骤时，还覆盖编织层，保护层包括第一保护层和第二保护层，第二保护层位于第一保护层外，编织层位于第一保护层和第二保护层中间，编织层的材料是耐高温纤维；覆盖编织层时，在覆盖第一保护层后，覆盖编织层，然后在编织层外覆盖第二保护层。制作方法还包括执行在涂覆层外围覆盖保护层后的包套旋切管，旋切管由耐高温氟材料制成。
由上述方案可见，利用本发明的温度传感器的制作方法可使温度传感器具有较强的抗拉伸强度，抗振动性能良好，可确保温度传感器在高温环境下长时间可靠运行。
附图说明
图1是本发明光缆实施例中光缆的横截面结构示意图。
图2是本发明温度传感器实施例的剖视示意图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
如图1所示，图1为本发明光缆的横截面结构图。从图中可以看出，光缆1包括光纤11，光纤11可使用现有技术领域中的光纤成品。光缆1还包括涂覆层，涂覆层包括第一涂覆层12和第二涂覆层13，第一涂覆层12涂覆在光纤11的外表面，第一涂覆层12的材料是聚酰亚胺，第二涂覆层13涂覆在第一涂覆层12的外表面，第二涂覆层13的材料是耐高温氟材料，优选的，第二涂覆层13的材料为可熔性聚四氟乙烯（PFA）、聚四氟乙烯（PTFE）或全氟聚合物ECA3000等聚合物中的一种。在光纤11外表面涂覆第一涂覆层12和第二涂覆层13，可增加光纤11的柔韧性，使光纤11具有更好的弯曲性能。
从图1中还可以看出，光缆1设置保护层包裹光纤11，用以保护光纤11不易损坏。保护层位于涂覆层外，其中，保护层包括第一保护层14以及第二保护层16，第二保护层16位于第一保护层14外，第一保护层14与第二保护层16均由耐高温氟材料透气管制成，透气管的周壁有圆孔、直切或其他易于透气等设置，优选的，保护层的材料为可熔性聚四氟乙烯（PFA）、聚四氟乙烯（PTFE）或聚醚醚酮（PEEK）等聚合物中的一种，第一保护层14与第二保护层16可使用同一种材料，也可使用不同材料。使用透气管作为保护层，除了可保护耐高温光纤11不易损坏外，还可以在油浸变压器的煤油真空干燥工艺中保持空气的舒畅流通。
此外，光缆1还包括编织层15，编织层15位于第一保护层14和第二保护层16中间，编织层15的材料是耐高温纤维，优选的，编织层15的材料为凯夫拉尔纤维(kevlar,芳香族聚酰胺纤维)。在光缆1中设置编织层15可增强光纤11的抗拉强度。另外，光缆1还包括旋切管17，旋切管17包套在第二保护层16外，旋切管17由耐高温氟材料制成，优选的，旋切管17的材料为可熔性聚四氟乙烯（PFA）、聚四氟乙烯（PTFE）或聚醚醚酮（PEEK）等聚合物中的一种。
由上述可知，本发明的光缆1在光纤11外表面使用耐高温材料作为涂覆层及保护层，可使得光纤11的耐高温性增加，抗拉伸强度增强且光纤11的柔韧性提升，进而提高光纤11的使用寿命。
如图2所示，图2为本发明温度传感器结构剖视图。从图2中可以看出，本发明的温度传感器包括温度探头2以及光缆1，温度探头2与光缆1粘结固定，温度探头2用于感知外界温度。优选的，温度探头2包括荧光感温探头。
下面结合该温度传感器的制作方法对本发明的温度传感器进行描述。
在制作温度传感器时，需要先制作光缆1。由于该温度传感器使用于高温的环境，因此，需要对光纤11进行保护处理，制作成光缆1。光缆1的制作过程如下：
首先在光纤11外围覆盖涂覆层，涂覆层包括第一涂覆层12和第二涂覆层13，第一涂覆层12涂覆在光纤11的外表面，第二涂覆层13涂覆在第一涂覆层12的外表面。完成涂覆层的涂覆后，在涂覆层外围覆盖保护层。保护层包括第一保护层14和第二保护层16，第二保护层16位于第一保护层14外。在涂覆层外围覆盖保护层的过程中，还需要覆盖一层编织层15，在覆盖第一保护层14后，即可进行编织层15的覆盖，然后在编织层15外覆盖第二保护层16。完成保护层的覆盖后，进行旋切管17的覆盖，旋切管17包套在第二保护层16的外表面。
完成光纤11的处理后，将温度探头2与光纤11粘结固定，即将温度探头2与光缆1粘结固定，从而完成温度传感器的制作。
由上述可知，本发明的温度传感器使用抗高温材料组成的光缆，可具有较强的抗拉伸强度，抗振动性能良好，可确保温度传感器在高温环境下长时间可靠运行。此外，由于该温度传感器的高抗温性，可应用于油浸变压器绕组内部进行热点温度测量。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.光缆，包括光纤及保护层，所述保护层包裹在所述光纤外，其特征在于：
所述光缆还包括涂覆层，所述涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层，所述第一涂覆层涂覆在所述光纤的外表面，所述第二涂覆层涂覆在所述第一涂覆层的外表面，所述第一涂覆层的材料是聚酰亚胺，所述第二涂覆层的材料是耐高温氟材料；
所述保护层位于所述涂覆层外，所述保护层由耐高温氟材料透气管制成；
所述保护层包括第一保护层以及第二保护层，所述第二保护层位于所述第一保护层外；
所述光缆还包括编织层，所述编织层位于所述第一保护层和所述第二保护层中间，所述编织层的材料是耐高温纤维。
2.根据权利要求1所述的光缆，其特征在于：
所述光缆还包括旋切管，所述旋切管包套在所述第二保护层外，所述旋切管由耐高温氟材料制成。
3.温度传感器，包括温度探头以及光缆，所述温度探头与所述光缆粘结固定，所述光缆包括光纤及保护层，所述保护层包裹在所述光纤外，其特征在于：
所述光缆还包括涂覆层，所述涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层，所述第一涂覆层涂覆在所述光纤的外表面，所述第二涂覆层涂覆在所述第一涂覆层的外表面，所述第一涂覆层的材料是聚酰亚胺，所述第二涂覆层的材料是耐高温氟材料；
所述保护层位于所述涂覆层外，所述保护层由耐高温氟材料透气管制成；
所述保护层包括第一保护层以及第二保护层，所述第二保护层位于所述第一保护层外；
所述光缆还包括编织层，所述编织层位于所述第一保护层和所述第二保护层中间，所述编织层的材料是耐高温纤维。
4.根据权利要求3所述的温度传感器，其特征在于：
所述光缆还包括旋切管，所述旋切管包套在所述第二保护层的外，所述旋切管由耐高温氟材料制成。
5.温度传感器的制作方法，其特征在于：包括
在光纤外围覆盖涂覆层，所述涂覆层包括第一涂覆层和第二涂覆层，所述第一涂覆层涂覆在所述光纤的外表面，所述第二涂覆层涂覆在所述第一涂覆层的外表面，所述第一涂覆层的材料是聚酰亚胺，所述第二涂覆层的材料是耐高温氟材料；
在涂覆层外围覆盖保护层，所述保护层由耐高温氟材料透气管制成；
将温度探头与所述光纤粘结固定；
执行所述在涂覆层外围覆盖保护层的步骤时，还覆盖编织层，所述保护层包括第一保护层和第二保护层，所述第二保护层位于所述第一保护层外，所述编织层位于所述第一保护层和所述第二保护层中间，所述编织层的材料是耐高温纤维；
覆盖所述编织层时，在覆盖所述第一保护层后，覆盖所述编织层，然后在所述编织层外覆盖所述第二保护层。
6.根据权利要求5所述的温度传感器的制作方法，其特征在于：
所述制作方法还包括执行所述在涂覆层外围覆盖保护层后的包套旋切管，所述旋切管由耐高温氟材料制成。
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