适用于非接触电能和数据传输的新型系留缆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种系留缆，更具体的说，是涉及一种适用于非接触电能和数据传输 的新型系留缆。
【背景技术】
[0002] 离岸海洋观测系统是长期运行、全天候、全自动的一系列大型自动化海洋仪器设 备，主要由各种浮标、潜标、调查断面、海上平台、志愿船和卫星等组成，要求能不间断常年 在海上稳定的运行。各种观测设备用于监测海洋信息的传感系统都分为两部分，一部分为 水上传感器系统，一部分为水下传感器系统。
[0003] 目前，海洋观测系统对水下传感器的供电方法有两种:第一种是自容式供电，即用 水下传感器自身携带的电池来为自己供电；第二种是接触式导线供电，即水面上的平台通 过导线把电能传输给水下传感器。采用自容式供电方式的观测系统需要定期打捞水下传感 器系统，给水下传感器系统更换电池，这是一项耗费巨大的工程。导线传输方法有线路接头 容易腐蚀、海水冲力会导致接头松动或脱离、导线强度低，在海水的长期作用下会发生断裂 等缺点。观测系统的水下传感器与观测平台之间的数据传输方法有导线传输、声呐传输以 及基于电磁耦合原理的非接触传输方法，导线传输数据有着和导线传输电能相同的缺点， 声呐传输方法则由于耗能大、造价昂贵、通信距离有限而受限制。
[0004] 迄今为止，海洋观测系统的水下传感器基本都采用自容式供电，以电磁耦合为原 理的非接触电能和数据传输是一种新型的传输方式，具有相当多的优势，国际上鲜有成熟 技术报道，国内在这方面的研究也刚刚起步。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服现有的海洋观测系统中水下传感器的电能补给和数据 传输存在的不足，保证水下传感器长时间稳定的运行，提供一种适用于非接触电能和数据 传输的新型系留缆，能通过减小自身电感的变化，保证在水下环境中电能传输的稳定，同时 采用单根线缆的结构避免线缆因水流等因素的影响而缠绕。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007] 本发明的适用于非接触电能和数据传输的新型系留缆，包括上部系留缆本体和下 部系留缆本体，所述上部系留缆本体上端自下而上依次连接有上部水密承重器、传输电缆 和水密接头，所述下部系留缆本体下端连接有下部水密承重器，所述上部系留缆本体和下 部系留缆本体之间设置有梯形分支结构，所述梯形分支结构包括由上至下依次连接的上部 硫化分支节点、磁芯内线缆和下部硫化分支节点，所述上部硫化分支节点的侧分支和下部 硫化分支节点的侧分支之间设置有磁芯外线缆。
[0008] 所述梯形分支结构沿轴向至少设置为一个。
[0009] 所述上部系留缆本体、下部系留缆本体、传输电缆、磁芯内线缆和磁芯外线缆均由 防水电缆构成，所述防水电缆的内芯均分为两股传输线，所述传输线共同形成一个环路。
[0010] 与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
[0011] (1)本发明中，上部系留缆本体上端自下而上依次连接有上部水密承重器、传输电 缆和水密接头，下部系留缆本体下端连接有下部水密承重器，上部水密承重器和下部水密 承重器用于与海洋观测系统和水下锚系固定连接，电能和信号通过传输电缆在上部系留缆 本体与仪器舱之间传输，水密接头作为传输电缆与海洋观测系统的仪器舱的防水连接头；
[0012] (2)本发明中，上部系留缆本体和下部系留缆本体之间设置有梯形分支结构，梯形 分支结构包括由上至下依次连接的上部硫化分支节点、磁芯内线缆和下部硫化分支节点， 上部硫化分支节点的侧分支和下部硫化分支节点的侧分支之间设置有磁芯外线缆，本发明 内部的两股传输线连接形成一个环，磁芯内线缆的电流方向和磁芯外线缆的电流方向正好 相反，两半电磁耦合器卡扣在磁芯内线缆上，磁芯内线缆中的传输线从电磁耦合器中心穿 过，磁芯外线缆中的传输线从电磁耦合器外部经过，构成了一个磁芯线圈，增加了线圈的匝 比，提高了电磁耦合器的耦合效率；
[0013] (3)本发明中，根据需要可以在系留缆本体的不同位置分别设计梯形分支结构，在 水下不同深度同时安装多个水下传感器系统，各水下传感器系统之间工作互不影响，可靠 性高，安装方便；
[0014] (4)本发明结构新颖，其中上部系留缆本体、下部系留缆本体、传输电缆、磁芯内线 缆、磁芯外线缆、上部系留缆本体和下部系留缆本体均由防水电缆构成，绝缘层能隔离海 水，抗腐蚀性强，机械性能好；
[0015] (5)本发明中内部形成环的两股传输线紧密贴合，近乎平行，当传输线直径和平行 传输线长确定后，系留缆电感为定值，不会随系留缆弯曲而变化，能减小自身电感的变化， 从而保证了水下环境中电能传输和数据传输的稳定性。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明的结构示意图。
[0017] 图2是本发明中信号电流的流向示意图。
[0018] 图3是本发明中内部形成环的两股传输线端面。
[0019] 附图标记：1水密接头;2传输电缆;3上部水密承重器;4上部系留缆本体;5下部系 留缆本体;6下部水密承重器;7上部硫化分支节点；8磁芯外线缆;9磁芯内线缆；10下部硫化 分支节点。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0021] 如图1所示，本发明的适用于非接触电能和数据传输的新型系留缆，包括上部系留 缆本体4和下部系留缆本体5，所述上部系留缆本体4和下部系留缆本体5均由一根多芯防水 电缆构成，所述防水电缆的内芯平分为两股，所述上部系留缆本体4和下部系留缆本体5既 作为电能和数据传输的信号缆，又作为海洋观测系统的系泊缆。
[0022] 所述上部系留缆本体4上端自下而上依次连接有上部水密承重器3、传输电缆2和 水密接头1。所述上部水密承重器3可由316不锈钢构成，用于与海洋观测系统和水下锚系固 定连接。所述传输电缆2由一根多芯防水电缆构成，所述防水电缆的内芯平分为两股，分别 作为传输电缆2的两股传输线，所述传输电缆2上端与水密接头1相连，下端与上部水密承重 器3相连，电能和信号通过传输电缆2在上部系留缆本体4与仪器舱之间传输。所述水密接头 1选用两芯水密接头，所述水密接头1为传输电缆2与海洋观测系统的仪器舱的两芯防水连 接头，由316不锈钢构成，电能和数