專利名稱：能被磁定位的非金屬光纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含有非金屬永久磁鐵標(biāo)記材料的能進行磁定位的全絕緣光纜。更確切地說，本發(fā)明的光纜結(jié)構(gòu)包括按照選定的布局有目的地定向的非金屬磁性材料，以便使該光纜埋入地下之后的探測能力最佳。
為了減少遠(yuǎn)程通訊服務(wù)中的破壞，對于保養(yǎng)及檢修來說，使埋入地下的光纜迅速而精確地定位是最基本的。目前工業(yè)上使用的兩種基本類型的光纜是金屬纜和絕緣的(或非金屬的)纜?，F(xiàn)在可以相信，略小于三分之一的遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)所使用的是絕緣光纜。然而測量表明，如果存在著絕緣光纜在其被埋入地下之后能夠使其可靠地而且成本上可行的定位方法，那么許多人(即使不是大多數(shù))將會使用絕緣纜。
目前同檢測埋入地下的纖維光纜有關(guān)的技術(shù)基本上有兩種通用類型，即磁定位型和金屬定位型。一般說來，現(xiàn)有的磁定位要么是1)將永久性磁性元件設(shè)計或者嵌入光纜之中，要么是2)將能夠發(fā)出永久性磁場的制品埋在光纜長度的旁邊。對于這兩種以磁為基礎(chǔ)的檢測技術(shù)來說，剩磁是由光纜中的永久性磁性材料的磁滯產(chǎn)生的，然后可由磁場傳感器加以檢測。然而由于磁場分布曲線的不一致性，故當(dāng)其他磁性元件在附近定位時，常常難以探測到正確的光纜。在輔助性布局中，可以將光纜定位在被磁化的分立的纜槽中。
另外一種能將纖維光纜定位的方法，是將光纜特別設(shè)計成包括有金屬元件，例如保護性鎧裝件或強度件。這種探測方法，是對由于將交流電或交流磁場加到金屬鎧裝纜上而由金屬發(fā)出的電磁場進行探測。然而通過將交流電信號加到纜上而產(chǎn)生的電場和/或磁場通常不夠強到足以對纜的精確位置進行探測。在交流信號是從遠(yuǎn)處位置傳來且必須通過顯著距離的場合試圖將光纜定位，不起作用低的場強水平具有特殊的利害關(guān)系。此外，這些金屬鎧裝由于閃電沖擊或腐蝕易于損壞。
通常情況下，為便于探測絕緣纜，是將一銅的接地線恰好定位在該光纜之上方。然而該地線的外露本性會使其非常易于受閃電沖擊損壞，并將此損害蔓延至纜中的光纖。此外，當(dāng)光纜的鎧裝或者探測線被閃電或其它某種原因割斷時，就不能沿著光纜施加上電信號，從而對檢修時讓光纜定位和保持方面產(chǎn)生巨大的困難。因此，最好在光纜內(nèi)部采用定位標(biāo)記以確保定位精度。
現(xiàn)有的其它一些定位方法包括裝有不導(dǎo)電的覆蓋有磁粉(例如鍶或鋇鐵氧體)的帶子，或者將這些磁粉摻雜和擠壓在聚乙烯或聚氯乙烯制的導(dǎo)線管中。這兩種方法利用的手段是使帶子磁化及沿光纜長度將其螺旋形纏繞，或者沿導(dǎo)線管長度磁化出一長條。每種方法還能提供一種有區(qū)別的電探測標(biāo)記圖，以供操作者在埋入地下的光纜和固體的金屬管之間加以區(qū)分。參見美國專利5,006,806和5,017,873，被授予VA.Reston的SchondstedtInstrumentation公司。涉及現(xiàn)有技術(shù)的總有一個是不能準(zhǔn)確地定位，并且象需要的那樣將可定位的顆粒固定在光纜中而不會降低制造光纜時的線速率。這對可定位的顆粒放在常常是擠壓的光纜部分中(如外套管)的結(jié)構(gòu)尤其感興趣。
所需要的而在已有技術(shù)中看上去是不可能的，是一種能將絕緣的(非金屬)埋入地下纜可靠地、精確地而且成本上可行地進行定位的系統(tǒng)。而且所希望的是一種很容易適合大多數(shù)(即使不是所有)現(xiàn)有纜型的埋入地下的絕緣纜定位系統(tǒng)。一種新近的導(dǎo)入方法包括改變光纜中存在的現(xiàn)有防水帶，以使光纜變成能夠磁性定位而對光纜的工作特性不會產(chǎn)生有害影響。這在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利5,305,410中描述過這種設(shè)計。此外，共同轉(zhuǎn)讓的第二份美國專利5,305,411，公開了將磁性顆粒導(dǎo)入大多數(shù)光纜結(jié)構(gòu)中利用的現(xiàn)有強度件的技術(shù)。在與本申請同一日期提出的共同轉(zhuǎn)讓申請中，尚且描述了另一種光纜設(shè)計。然而，盡管尋址業(yè)務(wù)與前面標(biāo)記的共同未決申請中類似，但是本發(fā)明并不以改變大多數(shù)通訊光纜中存在的強度件部分或防水部分為目標(biāo)，如上面直接標(biāo)記的申請中教導(dǎo)的那樣，而是代之以將各種不同的有關(guān)特定磁性顆粒取向的結(jié)構(gòu)引進光纜之中，以使操作者在光纜埋入地下之后使用磁強計將全絕緣纜精確定位的能力最佳。
本發(fā)明涉及一種在鎧裝系統(tǒng)中包括有磁定位材料的光纜，以便讓該光纜在其被埋入地下之后能象其權(quán)利要求書中闡述的那樣進行定位。


圖1為典型性絕緣光纜結(jié)構(gòu)透視圖；圖2為圖1中光纜端截面圖；圖3為絕緣光纜結(jié)構(gòu)另一實施例透視圖；圖4為圖3中光纜端截面圖5a-5e為表示根據(jù)本發(fā)明的各種顆粒排列形狀的微觀結(jié)構(gòu)頂視圖；圖6表示通過周期性地更迭顆粒排列方向獲得的微觀結(jié)構(gòu)圖象；圖7a-7e表示通過不同的排列方向組合獲得的另一種微觀結(jié)構(gòu)圖象；圖8a及8b表示典型的磁標(biāo)記處理系統(tǒng)以產(chǎn)生所需要的微觀結(jié)構(gòu)圖象，以及圖9a-9c表示將本發(fā)明的磁標(biāo)記材料加在光纜組件上的各種方案。
現(xiàn)在參見圖1及2，這里表示的光纜通常以數(shù)字20表示，而且是一根帶有全絕緣鎧裝系統(tǒng)21的光纜。其結(jié)構(gòu)在于它能提供極好的防嚙齒動物侵蝕及閃電保護。下面陳述的典型性非金屬光纜表示一種類型的現(xiàn)有光纜結(jié)構(gòu)，可得益于本發(fā)明的排列和取向方式。本發(fā)明的顆粒將直接在對光纜結(jié)構(gòu)討論之后作專門詳細(xì)地討論。然而，本發(fā)明的特性總可以實現(xiàn)，無論是同現(xiàn)有的強度件、防水材料還是外套結(jié)合，不管是否作為分立層(如在環(huán)氧樹脂中)包括進去，而與工藝精確或選擇承載可定位材料的元件無關(guān)。
如圖1及2中可看到的那樣，光纜20包括纜芯22，纜芯至少包括一種傳輸介質(zhì)。例如纜芯22可以包括一或多個單元24-24，每一單元又包括多根光纖26-26。每一單元24-24配備有粘結(jié)劑28。單個或者多個單元均配置在例如由塑料(如聚乙烯)制成的管形零件30之中。
管形件30的內(nèi)徑如此選擇，以對纜芯中涂復(fù)光纖的總橫截面積與該管形件內(nèi)壁表面限定的橫截面積之比加以控制。這樣就能使光纖單元在使用、安裝和溫度循環(huán)變化時充分運動，以避免微彎曲造成的損耗。
此外，管形零件(或者通常稱之為芯管)30可充填以適合的防水材料32。此防水材料可以是美國專利4,701,016中公開及提出保護的材料這一，在此用以作為參考。然而應(yīng)當(dāng)指出的是，根據(jù)本發(fā)明也可以使用其它公知類型的填充材料。除此以外，在芯管30的外面可設(shè)置吸水材料層34，以防止沿光纜長度流水。
圍繞芯管30配置有絕緣殼體的形式的鎧裝，通常以數(shù)字40表示。在本發(fā)明的最佳實施例中，殼體40包括多個單獨的預(yù)制環(huán)塊42-42。這些環(huán)塊42-42的結(jié)構(gòu)是使其結(jié)合在一起，以為該芯管提供通常為環(huán)形的殼體40。因此，每一個環(huán)塊都是圓弧形的，并且配置在芯管周圍，以使其具有較大曲率半徑的表面46方向朝光纜外圍。
每一環(huán)塊42-42均由絕緣材料制做，例如有機或者無機纖維，將其嵌在固體的絕緣性基質(zhì)材料中。在最佳實施例中每一環(huán)塊包括嵌在固體的環(huán)氧樹脂基質(zhì)中的玻璃纖維。然而環(huán)塊的制作材料是市場上可買到的許多材料中任何一種。重要的在于該材料具有較高的拉伸強度、較高的抗壓強度，是一種非金屬的，而且是一種與嚙齒動物的嘴接觸時能阻止其進一步腐蝕的材料。其它一些材料例如可以包括環(huán)氧樹脂基質(zhì)中的KEVLAR纖維材料、S玻璃、T玻璃或者碳纖維材料。
在最佳實施例中，所使用的是Air Logistics公司生產(chǎn)的市場上可買到的牌號為E-glass的玻璃棒。每一殼體的環(huán)塊42由基片組成，它包括在環(huán)氧樹脂基質(zhì)中粘合在一起的多達4000根連續(xù)的單向纖維玻璃絲。這就使該基片變得比較堅硬，并且變成能經(jīng)受住預(yù)期的抗壓及抗拉應(yīng)力。預(yù)期的抗壓應(yīng)力，例如可以包括由于溫度循環(huán)變化以及外套材料的固有收縮引起的。在最佳實施例中，每一殼體的環(huán)塊42的特征在于拉伸剛性約為每百分之一形變?yōu)?31公斤。最后，外部的外套50最好是由塑料(例如聚氯乙烯PVC或聚乙烯PE)制成，并環(huán)繞在其它一些元件的外圍。這種殼體結(jié)構(gòu)的例子，已在共同轉(zhuǎn)讓的美國專利4,874,219,4946,237和4,938,560中作更具體的描述。
在圖3及4表示的另一實施例中，光纜80包括一個由傳輸介質(zhì)84構(gòu)成的纜芯82和芯管85。傳輸介質(zhì)84可以由處在該傳輸介質(zhì)84和芯管85之間的纜芯外圈83封裝。在芯管85受到擠壓時用來保護傳輸介質(zhì)84。在本實施例中，傳輸介質(zhì)84可以包括多個疊置在一起的光纖帶86-86。每一光纖帶86包括平面排列的多根光纖87-87。封在芯管85上面的是由許多圓弧形環(huán)塊90-90構(gòu)成的殼體88。在所表示的特定實施例中，殼體88由四個環(huán)塊90-90構(gòu)成。殼體88之上配置有外圍的外套92。如在前述的實施例中所述，外套92可以是塑料的，例如聚氯乙烯或聚乙烯。除了上面提到的組件之外，本發(fā)明中這一實施例可以包括由已知吸水材料制成的模殼，類似于結(jié)合前面討論實施例中元件34描述的那種。
本發(fā)明能夠標(biāo)記和利用三種基本參數(shù)，以從總體上產(chǎn)生出磁纜定位系統(tǒng)的效果。一般說來，磁探測取決以下三點，即1)選擇適合的磁性材料(永久磁鐵或軟磁鐵)；2)在光纜上面確定出最佳的磁性標(biāo)記或方向(使帶沿其寬度、厚度或者長度方向進行磁化)，和3)選擇可靠的探測器件。具體說來，本發(fā)明利用這些參數(shù)選擇特殊的磁性材料將其定位(更確切地說是定向)在現(xiàn)有的通訊纜結(jié)構(gòu)之中，以使操作者在此全絕緣光纜埋入地下之后使其可靠地而且成本上可行地最佳定位。
涉及第一個參數(shù)，包括選擇最適合類型的磁性材料，并應(yīng)對永久磁性材料和軟磁性材料兩者區(qū)別性的工作因數(shù)進行對比。一般說來，永久磁鐵是無源器件，其中的電磁能是靠大的校直磁場原先儲存的。因此，永久磁鐵用在通訊纜中是首選型的磁性材料，因為它不需要外部施加電流或力就能保持其磁性。
然而應(yīng)當(dāng)指出的是，雖然最佳實施例中使用的是介電的永久性磁性材料，然而根據(jù)本發(fā)明也可將介電的軟磁性材料用在其便于磁化(例如通過感應(yīng))的存在著探測用的AC或DC電場的一些應(yīng)用中。作為這類可接受材料的例子，鎳鋅鐵氧體是整個工業(yè)上共同使用的軟磁性材料。
第二種因素涉及選擇該磁性材料的最適合標(biāo)記或方向。盡管對光纜中磁性顆粒優(yōu)化定向的要求，在本申請發(fā)明背景中在先參考過的兩份共同轉(zhuǎn)讓專利中已概括指出，然而本發(fā)明更精確地提出一些適于增強全絕緣通訊纜可檢測性的各種方向選擇。然而需要指出的是，偏離在此提出的確切的取向方案也可以接受，并且根據(jù)本發(fā)明可以想象出來。
盡管第三個因素是把探測單元作為事關(guān)整個探測系統(tǒng)的重點，然而應(yīng)當(dāng)指出的是，根據(jù)本發(fā)明可以使用任何公知的探測單元。
現(xiàn)在具體轉(zhuǎn)到本發(fā)明的光纜設(shè)計，正如早先指出的那樣，在此公開的光纜包括有精確定向的磁性標(biāo)記材料，以便增強該光纜在埋入地下之后的可檢測性。
在標(biāo)記體積(Volume)足夠大并且在靠近的測量距離等一定的條件，磁鐵材料隨機分布在光纜中也能提供充分的磁通量信號以進行磁探測，因此這種分布也在本發(fā)明范圍內(nèi)。然而曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，假如磁性顆粒沿縱向或者成線性地排列成連續(xù)的鏈，而且與此同時固化的復(fù)合標(biāo)記沿與此排列方向相同的方向進行磁化，則可以獲得顯著改善的探測信號。實現(xiàn)這種排列圖形的一種方式，是在含有磁性材料的粘性基質(zhì)材料固化之前通過外加磁場來完成。檢測信號顯著增強的出現(xiàn)，是由于隨機取向的每一個顆粒轉(zhuǎn)向其最有利的磁性異向方向(磁性最強的晶體方向)，以及通過鏈的形成而使磁通量穿過顆粒之間間隙的氣隙泄漏減少的綜合效果。
復(fù)合標(biāo)記中顆粒的排列方向，可以是沿縱向(平行于薄片長度)、沿橫向(寬度方向)、沿豎向(厚度方向)或沿任何固定方向。固化后標(biāo)記材料中的最終磁化方向應(yīng)與排列方向重合，以從選定的排列中完全受益，曾經(jīng)確定，磁性顆粒按上述方向中任一方向排列的布局，均比隨機分布(象無磁場時得到的那樣)給出更強的磁通量和磁性方向。隨后詳細(xì)提出的試驗結(jié)果表明，采用縱向排列圖形，趨于比其它排列方向給出更好的磁通量和探測信號，而以豎直排列提供的信號最小。對于不同排列方向產(chǎn)生的磁通量值和檢測信號之間的差異，可歸因于采用縱向排列時磁性偶極子平均長度的增加。然而需要指出的是，同具體應(yīng)用或者感興趣的場合有關(guān)，對于使磁通量最大的需求可以是最低的。在這種應(yīng)用中的排列方向可以折衷，為的是工業(yè)化標(biāo)記處理和光纜組件中的方便和成本。
根據(jù)本發(fā)明的最佳實施例，永久性磁鐵材料或粉是一些非金屬的(不導(dǎo)電的)顆粒，例如鋇鐵氧體(BaO 6Fe2O3)或鍶鐵氧體(SrO 6Fe2O3)或者其混合物。這些磁性材料對于阻止自行退磁具有高的矯頑力，并且在閃電損傷方面是比較安全的，而且成本代且具有良好的耐蝕性。金屬的磁顆粒(均質(zhì)的或者細(xì)長形狀)如SmCo5，Sm2CO17，Nd2Fe14B，鋁鎳鈷永磁合金，F(xiàn)e-Cr-Co或其混合物，也可以用作磁標(biāo)記材料中的組份，只有這些金屬顆粒能夠排列以避免大范圍的連續(xù)性和閃電蔓延。例如這些顆粒可以不必沿標(biāo)記的長度方向排列，而是通過將磁場垂直其長度方向施加使其沿著此標(biāo)記帶的橫方向排列，或者通過將磁場垂直該標(biāo)記帶平面施加使之沿豎直方向排列。固化后標(biāo)記材料的磁化，是沿著與最大探測信號排列方向相同的方向進行的。
磁性顆粒的排列可以通過施加一個具有充分持續(xù)時間的恒定直流電場或脈沖電場來完成，以使磁性顆粒能夠發(fā)生旋轉(zhuǎn)和運動。永久磁鐵或者電磁鐵均可用來提供磁場。典型的場強范圍從20至50,000奧斯特，最好從100至3000奧斯特。曝露于磁場中所需要的持續(xù)時間取決于某些指標(biāo)數(shù)。這些指標(biāo)數(shù)中有配置入磁性顆粒的介質(zhì)的粘度以及所選定的特定顆粒的磁場強度。所需要的持續(xù)時間，隨著磁性材料的磁飽和度和導(dǎo)磁性以及使用的磁性顆粒精確尺寸的增加而增加。一般說來，為排列所需的典型持續(xù)時間約在0.01至10秒的范圍內(nèi)。此外，最好讓磁場一直通著或者當(dāng)其中配置有磁性顆粒的基質(zhì)材至少局部聚合或固化時將其激活，以保持所要求的顆粒排列。
磁化排列后的典型微結(jié)構(gòu)和固化后標(biāo)記的復(fù)合片，示意表示在圖5中(頂視圖)。假如體粒度比較高或者粒徑比較小，則在相鄰的球粒鏈之間發(fā)生某種跨接。在下述實例中的磁標(biāo)記片樣品是準(zhǔn)備好的，并對其磁可探測性作了評估，以便更清楚地表示利用本發(fā)明提出的各種排列方案能獲得的益處。實例1將大約30％體積的退磁的鋇鐵氧體顆粒(平均粒徑約為15μm)同未固化的環(huán)氧樹脂混和。通過刮漿刀工藝將此混合物擴展為約0.020″(厚)×3.4″(寬)(0.51mm×86.36mm)的長標(biāo)記帶，然后采用約2000奧斯特的磁場使選定的區(qū)域沿橫向或縱向進行磁化排列。此外，樣品的其余部分故意留在其原始的隨機排列中，并且無磁場作用。然后，在磁場存在的條件下，通過將熱空氣送入該材料，讓含有排列顆粒的環(huán)氧樹脂加熱固化。然后沿不同方向，通過作用以約10,000奧斯特的磁場將樣品磁化至其全磁強。取自橫向排列、縱向排列以及隨機結(jié)構(gòu)(無磁場)的樣品部分的磁通量信號，在3英尺(0.91m)的距離上使用檢測分辨率約0.001毫奧斯特的磁通閘門磁強計進行測量。其結(jié)果在表1中給出。
表1在3英尺距離處的磁通量信號(毫奧斯特)
如從表1中顯見的那樣，縱向排列與縱向磁化的結(jié)合能夠給出最高的磁通量信號，其對于無向排列時樣品的改進約為100％，其對于橫向排列及橫向磁化時樣品的改進約為36％。
在長的連續(xù)光纜中，必須阻止在縱向排列的標(biāo)記中的縱向磁化，以便具有周期性地從埋入地下纜長度的可探測漏磁通量出口。按照本發(fā)明最佳實施例，所需要的磁性偶極子長度可與探測測量距離相比(例如光纜被埋入地下的深度)，即對于約6英尺(1.83m)深埋置為約6英尺偶極子長度。鄰近此6英尺偶極子的下一個6英尺長度，隨后不是保留在退磁狀態(tài)(例如通過使用梯度遞減的交流場)，就是沿與其鄰居相反的極性進行磁化。在這兩種情況下的磁化不連續(xù)性，均能引起高出地面探測時磁通量周期性地漏出光纜。這種縱向磁化中的不連續(xù)性，通過使用通/斷型或極性反轉(zhuǎn)型脈沖電磁鐵便可以得到。使用這類設(shè)備的任一種，都能使該磁性標(biāo)記經(jīng)過該裝置產(chǎn)生的磁場連續(xù)饋送進行磁化。另外需要指出的是，根據(jù)本發(fā)明，這種可控性暴露給電磁場，不是在光纜組裝之前就是之后。此外，選定的偶極子長度和極性排列可遵循一定的預(yù)定圖型，以提供唯一的磁標(biāo)記，便于定位和識別。
在橫向排列的磁性標(biāo)記材料進行橫向磁化的情況下，由于偶極子終止在標(biāo)記帶的側(cè)緣而自然地給出漏磁通，故不需要阻止磁化。然而，假如此標(biāo)記圍繞光纜內(nèi)管繞成圓柱形，那么必須小心不采用完全的回轉(zhuǎn)以得到封閉的通量回路?？梢砸胍恍╅g隙，或者在環(huán)繞操作之后可以進行橫向磁化以得到所需要的漏磁通。對于長的連續(xù)標(biāo)記片來說，不是獨立就是結(jié)合成光纜結(jié)構(gòu)，橫向磁化例如可以由通/斷脈沖電磁鐵來完成，當(dāng)光纜連續(xù)通過電磁鐵兩極間存在的空氣隙時使其逐環(huán)段進行磁化。
從表1中令人感興趣地指出，當(dāng)橫向排列的標(biāo)記片沿縱向進行磁化時，磁信號的輸出最小，甚至比隨機分布(無排列)的情況還小。這一事實可被用來產(chǎn)生均勻的微結(jié)構(gòu)，因而是為識別目的磁性的標(biāo)記，如圖6示意表示的那樣。采用這種微結(jié)構(gòu)標(biāo)記，可以實現(xiàn)下一些優(yōu)點。首先，讓被處理過的標(biāo)記或者被結(jié)合有標(biāo)記材料的纜最后進行磁化變得更容易。這是由于排除了對于復(fù)雜的阻止磁場(通/斷)，改變極性或方向的需要。此標(biāo)記可以簡單地連續(xù)牽引通過磁場不變的電磁鐵的腔膛，或者通過由廉價的永久磁鐵組成提供的不變磁場。其次，微結(jié)構(gòu)的標(biāo)記是不能被外部磁場消除的，例如通過停置在地下纜之上的拖車，當(dāng)其受到閃電沖擊而發(fā)射脈沖磁場時。在磁標(biāo)記是由沿長度方向交替磁化的極性提供的情況下，該標(biāo)記可被圖7表示的外磁場消除，它表示可被結(jié)合在微結(jié)構(gòu)標(biāo)記中的某些變化。這可由電磁鐵、永久磁鐵或兩者的組合中得到。圖8表示如何進行處理以通過半連續(xù)性處理而在標(biāo)記材料中產(chǎn)生這種標(biāo)記的實例。
磁性標(biāo)記片可以通過一些不同的途徑結(jié)合進光纜中，例如通過環(huán)繞進入。螺旋纏繞或者作為窄標(biāo)記帶添加，如圖9示意表示的那樣。將標(biāo)記引入光纜的幾何結(jié)構(gòu)的某些例子將在下面描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，并未在此專門提出的其它一些幾何結(jié)構(gòu)也可以認(rèn)為在本發(fā)明范圍內(nèi)。實例2將體積約30％的鋇鐵氧體顆粒同未固化的彈性材料如通用電氣的RTV615完全混合。然后將此組合脫氣，用刮漿刀刮成0.012″(厚)×1″(寬)×3″(長)(0.30mm×25.4mm×76.2mm)的薄片，使用由電磁鐵提供的3000奧斯特磁場使其沿縱向排列，并在磁場存在的條件下使其加熱固化。柔性的合成材料片被剝?nèi)セ祝⑶乙来螄@6毫米直徑的心軸(約為通訊產(chǎn)業(yè)通常使用的纜芯管徑)彎曲12塊，達到3英尺總長，并用粘帶固定。然后將此3英尺長的樣品通過簡單地將其推過90,000奧斯特超導(dǎo)磁鐵的室溫腔膛而使其沿縱向磁化。此3英尺長的樣品，當(dāng)用檢測靈敏度為0.001毫奧斯特的磁通閘門磁強計進行測量時，得到的信號為1英尺(0.30m)距離時3.4毫奧斯特；3英尺距離時0.52毫奧斯特；5英尺(1.52m)時0.1毫奧斯特以及6英尺時0.05毫奧斯特。實施例3將體積約占30％，平均粒度約15μm的鋇鐵氧體同固體含量約50％的水溶橡膠漿乳液混合。將此混合物擴展成片在高度多孔的聚酯織物上面。
以約0.008″(0.20mm)的厚度和估計約50％多孔性織物放在約4000奧斯特的縱向磁場中進行顆粒排列，并通過使用熱空氣加熱使之干燥固化。干燥之后半中空標(biāo)記復(fù)合材料的最終厚度約為0.013″(0.33mm)。吸水的聚合物(超吸收聚合物粉)對于屏蔽埋入地下的光纜由于膨脹機制而使水滲入內(nèi)部是必需的，并且通過使其與標(biāo)記復(fù)合材料表面上的丙酮和噴涂混合加到半中空標(biāo)記復(fù)合材料兩表面上，填充一部分孔隙。在丙酮干燥之后涂有超吸收粉的復(fù)合材料總厚度約0.015″(0.38mm)。這種約1″(寬)×3″(長)(25.4mm×76.2mm)的標(biāo)記片被纏在直徑6毫米縱向磁化的心軸的外圍，并且對磁化方向進行測定。在約3英尺距離處由磁通閘門磁強計測得的信號約為0.3毫奧斯特，它對于顧及織物材料本身占據(jù)的體積而估定的值大體上是可比的。
應(yīng)當(dāng)理解，上述方案只是本發(fā)明的簡要說明。由本領(lǐng)域技術(shù)熟練人員得出的其他一些方案將體現(xiàn)本發(fā)明的原理，并且落入其精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種纖維光纜，它包括一個至少由一種光纖傳輸介質(zhì)構(gòu)成的芯；其中配置有上述纜芯的管形件，以及圍繞上述管形件配置的鎧裝系統(tǒng)，它包括能夠產(chǎn)生可進行磁定位檢測信號的非金屬磁性材料，并且其中至少一部分磁性材料是基于其磁性而沿特定排列定向的。
2.如權(quán)利要求1的光纜，其中的可磁性定位材料產(chǎn)生的檢測信號能同固體金屬管產(chǎn)生的檢測信號相區(qū)別。
3.如權(quán)利要求2的光纜，其中由可以磁定位的材料產(chǎn)生的檢測信號，是由于該材料的排列在方向上發(fā)生了長度方向變化。
4.如權(quán)利要求1的光纜，其中的鎧裝系統(tǒng)是由絕緣材料制做的。
5.如權(quán)利要求1的光纜，其中所述可磁定位材料的至少一部分，是以相對于光纜為縱向排列的方向定向的。
6.如權(quán)利要求1的光纜，其中所述可磁定位材料的至少一部分，具有相對于光纜為縱向的磁化作用。
7.如權(quán)利要求1的光纜，其中所述可磁定位的材料的至少一部分，是以相對于光纜為橫向排列的方向定向的。
8.如權(quán)利要求1的光纜，其中所述可磁定位材料的至少一部分，具有相對于光纜為橫向的磁化作用。
9.如權(quán)利要求1的光纜，其中所述可磁定位材料的至少一部分，是以相對于光纜為豎直排列的方向定向的。
10.如權(quán)利要求1的光纜，其中所述可磁定位材料的至少一部分，具有相對于光纜為豎直的磁化作用。
11.如權(quán)利要求1的光纜，其中所述可磁定位材料的至少兩部分，是以相互垂直的兩種不同排列方向定向的。
12.如權(quán)利要求11的光纜，其中兩種不同排列方向之一是豎直的。
13.如權(quán)利要求11的光纜，其中兩種不同排列方向之一是縱向的。
14.如權(quán)利要求11的光纜，其中兩種不同排列方向之一是橫向的。
15.如權(quán)利要求1的光纜，其中所述可磁定位材料是粉末。
16.如權(quán)利要求1的光纜，其中的可磁定位材料是嵌在固化的環(huán)氧樹脂基質(zhì)中的。
17.如權(quán)利要求1的光纜，其中所述磁性材料選自由鍶鐵氧體，鋇鐵氧體和釹鐵硼組成的小組。
18.如權(quán)利要求1的光纜，其中的磁性材料，是以沿光纜長度為縱向的間隔集中配置的。
19.如權(quán)利要求1的光纜，其中的磁性材料，是沿著可磁定位件的長度配置縱向標(biāo)記帶中的，隨后將其螺旋纏繞在管形件周圍。
20.如權(quán)利要求1的光纜，其中可磁定位材料層是優(yōu)化的，以提供足夠的柔性，為的是在制造光纜時不妨礙元件的對準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在鎧裝系統(tǒng)中包括有可磁定位材料的光纖纜，從而使該光纜在埋入地下之后能被定位。更確切地說，至少一部分磁性顆粒故意地以其磁性為基礎(chǔ)按特定的排列定向。這樣一種安排不僅能讓所產(chǎn)生的檢測信號可區(qū)別于固體金屬管產(chǎn)生的信號，而且還能大大增強所產(chǎn)生的檢測信號的電平。這種增強的檢測信號能對埋入地下的全絕緣纜提供更可靠地檢測，甚至在埋入更大的深度(例如6英尺或者更深)時也能讓其被定位。
文檔編號G02B6/44GK1119741SQ9510452
公開日1996年4月3日 申請日期1995年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月31日
發(fā)明者C·J·阿羅約, S·金, T·T·M·帕爾斯特拉 申請人:美國電話及電報公司