本发明涉及光缆技术领域，尤其涉及一种传感光缆。
背景技术：
随着光纤结构和特种光缆技术的快速发展，应用于高温油井测热应力的领域对光纤传感技术提出了高要求。
目前使用的传感光缆，对压力和温度检测精确度低，热传导性差、温度应力值需要补偿修正，单芯测试取值少，所用光纤的结构设计不尽完善，其原因如下：
1、现有的高温传感光缆一般都使用钢管保护层对传感光纤进行保护，由于钢管在受到外界压力的情况下不会有明显的变形，改进后的金属钢带仍有变形后的恢复或抗力问题，外界压力传导到传感光纤上的无损性不好，无法获得准确的压力测量值或需要修正来获得；
2、现有的测温、测应力的传感光缆，在测温度时多采用两根耐高温铠装松套光纤，每根含一至两根单模或多模单芯光纤，一个测温度数值，一个测应变–温度参数，并需要补偿计算、进行修正。在测应力时多使用紧套光纤，多采用一根布置，无法对传感光缆拉力压力同时测试，因为传感光缆多角度的往往一侧受压而另一侧受拉力。
3、目前使用的传感光缆的横截面是圆形，容易在外力作用下不断发生侧向滚动。
由此，有必要提出一种不容易在外力作用下滚动，获得多角度压力值和温度值的精确度高，且耐高温、耐腐蚀性、机械强度好的能用于高温油井油管内或油管外温度和压力同时分布式监测，能满足一缆多场景应用的解决方案。
技术实现要素：
本发明旨在克服现有传感光缆容易在外力作用下发生滚动，压力和温度检测精确度低，热传导性差、温度应力值需要补偿修正，单芯测试取值少的缺点，提出一种获得多角度压力值和温度值的精确度高，且耐高温、耐腐蚀性、机械强度好，能用于高温油井油管内或油管外温度和压力同时分布式监测的传感光缆。
为实现上述目的，本发明是这样实现的，本发明提供的传感光缆，包括传感光缆护套及设置于所述传感光缆护套内部的紧套光纤及铠装松套光纤；其中，
所述传感光缆护套包括从外至内依次设置的外保护缓冲层、金属编织网保护层、内保护缓冲层；其中，所述外保护缓冲层的横截面为凸凹弧形结构，所述金属编织网保护层的横截面为圆边三角形结构；
所述紧套光纤为三根，所述三根紧套光纤呈等边三角形布置于所述内保护缓冲层内，所述铠装松套光纤设置于所述等边三角形的重心位置。
本发明的进一步的技术方案是，所述紧套光纤包括第一多芯光纤、包裹于所述第一多芯光纤的外部的紧包涂覆材料层，所述紧包涂覆材料层的横截面为圆形结构。
本发明的进一步的技术方案是，所述铠装松套光纤包括金属铠装管及设置于所述金属铠装管内部的第二多芯光纤。
本发明的进一步的技术方案是，位于每两根所述紧套光纤之间且位于所述铠装松套光纤的外围各设置有至少一根非金属加强芯。
本发明的进一步的技术方案是，所述外保护缓冲层及内保护缓冲层的制作材料为乙烯-四氟乙烯共聚物掺杂静压石墨制成的材料。
本发明的进一步的技术方案是，所述多芯光纤的制作材料采用纯石英或掺杂有石英的材料制成，所述紧包涂覆材料层采用合金或可塑材料。
本发明的有益效果是：本发明提出的传感光缆，将外保护缓冲层的横截面设计为凸凹弧形结构，避免了传感光缆容易在外力作用下发生滚动，将设置于外保护缓冲层与内保护缓冲层之间的金属编织网保护层的横截面设置为圆边三角形结构，并在内保护缓冲层内设置呈等边三角形布置的紧套光纤，在所述等边三角形的重心位置设置铠装松套光纤，由此获得的多角度压力值和温度值的精确度高，且耐高温、耐腐蚀性、机械强度好，能用于高温油井油管内或油管外温度和压力同时分布式监测，克服了现有技术中压力和温度检测精确度低，热传导性差、温度应力值需要补偿修正，单芯测试取值少的缺点。
附图说明
图1是本发明提出的传感光缆的结构示意图。
附图标号：
传感光缆护套-10；
外保护缓冲层-101；
金属编织网保护层-102；
内保护缓冲层-103；
紧套光纤-20；
第一多芯光纤-201；
紧包涂覆材料层-202；
铠装松套光纤-30；
金属铠装管-301；
第二多芯光纤-302；
非金属加强芯-40。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的主要解决方案是：本发明提出的传感光缆将外保护缓冲层的横截面设计为凸凹弧形，避免了传感光缆容易在外力作用下发生滚动，将设置于外保护缓冲层与内保护缓冲层之间的金属编织网保护层的横截面设置为圆边三角形，并在内保护缓冲层内设置呈等边三角形布置的紧套光纤，在所述等边三角形的重心位置设置铠装松套光纤，由此获得的多角度压力值的精确度高，且耐高温、耐腐蚀性、机械强度好，能用于高温油井油管内或油管外温度和压力同时分布式监测，克服了现有技术中压力和温度检测精确度低，热传导性差、温度应力值需要补偿修正，单芯测试取值少的缺点。
目前使用的传感光缆，对压力和温度检测精确度低，热传导性差、温度应力值需要补偿修正，单芯测试取值少，所用光纤的结构设计不尽完善。
鉴于上述技术问题，本发明提出一种获得的多角度压力值和温度值的精确度高，且耐高温、耐腐蚀性、机械强度好，能用于高温油井油管内或油管外温度和压力同时分布式监测的传感光缆。
具体地，请参照图1，图1为本发明提出的传感光缆的较佳实施例的结构示意图。
本实施例提出的传感光缆，包括传感光缆护套10及设置于所述传感光缆护套10内部的紧套光纤20及铠装松套光纤30。
可以理解的是，为了提高所述传感光缆护套10的耐高温、耐腐蚀性和机械强度，并利于温度向所述传感光缆的中部传导，提高测量温度的准确性，本实施例中，所述传感光缆护套10可以选用乙烯-四氟乙烯共聚物掺杂净压石墨的材料制成，当然，在其他实施例中，也可以选用其他耐高温、耐腐蚀、机械强度好、热传导性好的材料。
所述传感光缆护套10包括从外至内依次设置的外保护缓冲层101、金属编织网保护层102、内保护缓冲层103。
其中，所述外保护缓冲层101的横截面为凸凹弧形结构。所述外保护缓冲层101的凸弧形设计，用于油管内时，利于探测三个主方向受力，用于油管外敷设时，凹弧形的设计可以更好的贴合管外壁，受力的传输效果好。如此，提高了压力检测精确度。值得提出的是，为防止敷设时卷绕，可以在所述外保护层的外表面设置一条标示线。
所述金属编织网保护层102的横截面为圆边三角形结构。所述紧套光纤20为三根，所述三根紧套光纤20呈等边三角形布置于所述内保护缓冲层103内，所述铠装松套光纤30设置于所述等边三角形的重心位置。
所述金属编织网保护层102圆边形三角形结构具有如下优点：
首先，使得所述金属编织网保护层102的稳定性更好，提高了所述金属编织网保护层102的机械强度，三个圆边处对应设置三根紧套光纤20，使所述三根紧套光纤20径向受力均匀，三条直边利于金属网的受力传导与复位。
其次，金属编织网能够加强所述内保护缓冲层103、紧套光纤20及铠装松套光纤30的保护，具有稳定的缓冲作用，可以确保所述紧套光纤20及铠装松套光纤30不直接面对传感光缆变形的冲击，不仅有利于提高测量值的准确度，而且安全性高，能够提高所述紧套光纤20及铠装松套光纤30的使用寿命。
再次，由于所述金属编织网是网状结构，强度和韧性兼顾，因而在外界压力对所述传感光缆表面进行压缩或拉伸时，金属编织网能够随着外界压力对所述外保护缓冲层101的压缩或拉伸而同步变形，并将这种压缩变形传导到所述内保护缓冲层103，从而将外力作用传导到内层压力测试传感光纤上，不会对光纤测量造成妨碍。
将所述三根紧套光纤20呈等边三角形布置于所述内保护缓冲层103内，所述铠装松套光纤30设置于所述等边三角形的重心位置具有如下优点：
首先，由于所述三根紧套光纤20呈等边三角形设置，结构对称，各角度具有相同的测量环境，测得值之间具有较强的配合性，有利于提高最终获得的多角度压力值的精确度。
其次，所述铠装松套光纤30设置于所述等边三角形的重心位置，既可以测得多组温度数值，又可保障温度传导的多方向性，避免了因所述铠装松套光纤30与紧套光纤20的种类差异所需的补偿计算或相关参数的辅助修正。
由此，本实施例提出的传感光缆将外保护缓冲层101的横截面设计为凸凹弧形结构，避免了传感光缆容易在外力作用下发生滚动，将设置于外保护缓冲层101与内保护缓冲层103之间的金属编织网保护层102的横截面设置为圆边三角形结构，并在内保护缓冲层103内设置呈等边三角形布置的紧套光纤20，在所述等边三角形的重心位置设置铠装松套光纤30，由此获得的多角度压力值和温度值的精确度高，且耐高温、耐腐蚀性、机械强度好，能用于高温油井油管内或油管外温度和压力同时分布式监测，克服了现有技术中压力和温度检测精确度低，热传导性差、温度应力值需要补偿修正，单芯测试取值少的缺点。
进一步的，所述紧套光纤20包括第一多芯光纤201、包裹于所述第一多芯光纤201的外部的紧包涂覆材料层202，所述紧包涂覆材料层202的横截面为圆形。所述铠装松套光纤30包括金属铠装管301及设置于所述金属铠装管301内部的第二多芯光纤302。
具体实施时，所述紧套光纤20及所述铠装松套光纤30均可以采用二至七根纤芯，采用多根纤芯方便多组传感信号的采集，有利于提高最终获得的多角度压力值和温度值的精确度。
另外，所述多芯光纤可以采用耐高温单模多芯光纤，所述纤芯的制作材料可以采用纯石英材料或掺杂有石英的材料制成，一次包覆层为抗多芯间干扰材料，所述紧包涂覆材料层202可采用耐高温的合金材料或可塑材料。
为了进一步提高所述传感光缆的机械强度，作为一种实施方式，在位于每两根所述紧套光纤20之间且位于所述铠装松套光纤30的外围各设置有至少一根非金属加强芯40。
具体实施时，所述非金属加强芯40可以采用一至七根纤芯，并将所述非金属加强芯40设置于所述两根紧套光纤20的中间位置。
可以理解的是，采用多根纤芯可以提高所述传感光缆的机械强度，采用非金属加强芯40能有效降低所述传感光缆的自重，当所述传感光缆在油管中放缆时，非金属加强芯40能承受较大范围内的拉力，从而对所述紧套光纤20及铠装松套光纤30起到更好的保护作用；将所述非金属加强芯40设置于所述两根紧套光纤20的中间位置，不仅能进一步提高所述非金属加强芯40对所述紧套光纤20及铠装松套光纤30保护的均匀性，同时还降低了所述三根紧套光纤20之间的影响；另外，所述圆边形结构的金属编织网保护层102与所述非金属加强芯40相互配合，使得具有一定余长的铠装松套光纤30温度测量值更为准确。
下面对本发明的原理做进一步阐述：
为了实现温度和多角度压力同时分布式监测，所述传感光缆必须满足以下条件：
1、所述铠装松套光纤可获得外部传导的温度，且不受外界压力的影响，则可准确测得所述传感光缆所处环境中的温度值；
2、所述紧套光纤以及铠装松套光纤需要对外界多角度压力或拉力有响应，能够对所述传感光缆所处环境的压力、拉力和温度进行监测，以实现温度和压力同时监测。
本发明正是通过耐高温中心管式螺旋金属铠装松套光纤与导热材料层的设计满足了测温度的基本要求，耐高温耐腐蚀紧套光纤与金属编织网保护层的设计满足了测温度应力的基本要求，同时，为了取得多角度的测量效果，设计三根耐高温耐腐蚀紧套光纤以相互间隔120度方式在高强度耐高温耐腐蚀导热材料层即上述传感光缆护套的内部呈等边三角形布置，而且设计内部均装有耐高温包覆抗多芯间干扰材料的单模多芯光纤，可选择2芯至7芯接续测试。耐高温单模多芯光纤主要利用布里渊散射原理进行温度–应变参数的测量。
综上所述，本发明提出的传感光缆，将外保护缓冲层101的横截面设计为凸凹弧形结构，避免了传感光缆容易在外力作用下发生滚动，将设置于外保护缓冲层101与内保护缓冲层103之间的金属编织网保护层102的横截面设置为圆边三角形结构，并在内保护缓冲层103内设置呈等边三角形布置的紧套光纤20，在所述等边三角形的重心位置设置铠装松套光纤30，由此获得的多角度压力值和温度值的精确度高，且耐高温、耐腐蚀性、机械强度好，能用于高温油井油管内或油管外温度和压力同时分布式监测，克服了现有技术中压力和温度检测精确度低，热传导性差、温度应力值需要补偿修正，单芯测试取值少的缺点。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。