技术领域
[0001] 本
发明属于电缆生产技术领域，尤其涉及一种
海水防腐蚀电缆及其生产方法、检测方法。
背景技术
[0002] 目前，业内常用的
现有技术是这样的：海洋腐蚀是构件在海洋环境中发生的腐蚀。海洋环境是一种复杂的腐蚀环境；在这种环境中，海水本身是一种强的腐蚀介质，同时波、浪、潮、流又对电缆产生低频往复应
力和冲击，加上海洋
微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的
加速作用；海水对电缆的腐蚀具有极大的破坏力和隐患性，不仅使电缆无法继续使用影响正常工作，还会发生一系列漏电危险；传统的防海水腐蚀手段单一，出现失效的情况时，海水对电缆的腐蚀依然严重；传统的防海水腐蚀电缆没有检测措施，在发生意外情况时不能预警。
[0003] 综上所述，现有技术存在的问题是：
[0004] (1)传统的防海水腐蚀手段单一，有效期较短，需要人工经常进行维护，对工作人员和电缆的安全运行均具有较大的安全隐患。
[0005] (2)传统的防海水腐蚀电缆没有检测措施，在发生意外情况时不能预警，无法进行及时的维修，长时间运行后会对人们的生活与生产造成严重的损失。
[0006] 现有技术中，由于电缆表面的
变形，而引起的缆芯不稳，影响了电缆的使用寿命，没有进行对电缆进行实时
温度监测和报警，不能提醒工作人员便于进行及时的维修。
发明内容
[0007] 针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种海水防腐蚀电缆及其生产方法、检测方法。
[0008] 本发明是这样实现的，一种海水防腐蚀电缆的检测方法，所述海水防腐蚀电缆的检测方法包括：
[0009] 通过位移检测器对电缆表面的变形进行检测，将检测后的信息发送给外部终端；对电缆表面的变形进行检测中，通过位移检测器集成的信息处理模
块对变形数据进行分析后，得到准确的变形数据，具体包括：
[0010] 第一步，将本地导频变形符号 转换到变换域变形符号 其中，ps是本地导频变形符号的序号；
[0011] 第二步，利用复指数基扩展模型，生成基函数矩阵 导频符号处的基函数对应的频域矩阵 及所有符号的基函数对应的频域矩阵 其中，q＝0,…,Q，Q是基函数的个数，ns是每个单载波频分复用符号的序号；
[0012] 第三步，根据变换域变形符号 和频域矩阵 获得用于估计基系数向量的频域矩阵
[0013] 第四步，根据推导出的基系数和频域信道响应的数学关系式 利用估计出的基系数 直接得到频域信道响应矩阵 其中 是第二步中生成的频域矩阵；
[0014] 通过感温线对电缆进行实时监测，当监测到温度发生变化时，将温度
信号传输至外部终端；
[0015] 感温线对电缆进行实时监测的数字调制信号x(t)的分数低阶模糊函数表示为：
[0016]
[0017] 其中，τ为时延偏移，f为多普勒频移，0＜a,b＜α/2，x*(t)表示x(t)的共轭，当x(t)为实信号时，x(t)＜p＞＝|x(t)|＜p＞sgn(x(t))；当x(t)为复信号时，[x(t)]＜p＞＝|x(t)|p-1x*(t)；
[0018] 外部终端将处理后的信息发送至报警器，发出警报。
[0019] 进一步，第四步前，需进行：
[0020] 对接收信号进行快速傅立叶FFT变换，获得频域接收信号Y，从该频域接收信号Y中提取接收端接收到的块状导频符号 其中pλ是接收到的块状导频符号的序号；
[0021] 利用接收到的块状导频符号 和频域矩阵 采用最小二乘方法得到基系数向量的估计值 其中， 是矩阵的广义逆运算；
[0022] 第一步中的将本地导频变形符号 转换到变换域变形符号 按照以下公式进行：
[0023]
[0024] 其中， diag(·)是将向量转换成对
角矩阵的运算，Q是基函数的个数，IQ+1为Q+1维的单位矩阵， 为克罗内列积运算符号，FL为快速傅里叶变换矩阵F的前L列，L为快时变信道的可分离径数；
[0025] 第二步中所述的生成基函数矩阵 及频域矩阵 按照如下步骤进行：
[0026] 2a)生成基函数矩阵
[0027]
[0028] 其中， 是基函数矩阵 的元素，其利用复指数基扩展模型，按照以下公式生成：
[0029]
[0030] 其中，q＝0,1,…,Q，Q是基函数的个数，n＝0,1,…,N，N是快速傅里叶变换的点数，ns＝1,2,…,Nsymb是每个单载波频分复用符号的序号，Nsymb是一个传输块中单载波频分复用符号的个数；
[0031] 2b)生成频域矩阵 和
[0032]
[0033] 其中， 是第q个频域矩阵，q＝0,1,…,Q，Q是基函数的个数， 是导频符号处的基函数矩阵，ps是导频符号的序号， 是矩阵 的前L列，F是N点快速傅里叶变换矩阵，(·)H是矩阵的共轭转置操作。
[0034] 本发明的另一目的在于提供一种实现所述海水防腐蚀电缆的检测方法的
计算机程序。
[0035] 本发明的另一目的在于提供一种终端，所述终端至少搭载实现所述海水防腐蚀电缆的检测方法的信息
数据处理终端。
[0036] 本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的海水防腐蚀电缆的检测方法。
[0037] 本发明的另一目的在于提供一种海水防腐蚀电缆设置有：
[0038] 防微生物腐蚀层；
[0039] 所述防微生物腐蚀层内部紧密套接有防水腐蚀层，防水腐蚀层内部套接有感温线和金属
导线；
[0040] 金属导线内部为金属导体，金属导体外部紧密包裹有绝缘层。
[0041] 本发明提供的防海水腐蚀电缆最外侧设置的防微生物腐蚀层具有很高的抗撕裂性、耐疲劳性能，能够防止电缆的磨损同时能够防止微生物腐蚀；防水腐蚀层具有耐海水腐蚀性，大大提高了电缆的耐海水腐蚀性，延长了防海水腐蚀的有效期限，通过设置的感温线利用“
塞贝克效应”原理通过对温度的变化对应关系对电缆进行实时监测，如有意外可立即进行维修，避免了因无法及时维修造成的损失。
[0042] 进一步，所述金属导体与绝缘层之间胶接有超疏水表面；本发明提供的超疏水表面具有良好的超疏水性能，用于防止金属导线的外保护遭受破坏时发生
短路，有效提高了海水防腐蚀电缆的安全性能。
[0043] 所述防水腐蚀层内部的金属导线及感温线之间的内空隙填充有绝缘
橡胶；
[0044] 所述防水腐蚀层内部的金属导线及感温线之间的内空隙填充有绝缘橡胶；防水腐蚀层外部安装有位移检测器，将检测后的信息发送给外部终端；
[0045] 所述感温线一端通过导线连接外部终端，外部终端连接报警器。
[0046] 本发明提供的橡胶层用于保证电缆的圆整，避免由于电缆表面的变形，而引起的缆芯不稳，有效提高了电缆的使用寿命。
[0047] 本发明的另一目的在于提供一种海水防腐蚀电缆的生产方法，包括：
[0048] 步骤一：制备金属导体：将导体表面的
氧化物杂质去除，放入等体积无水
乙醇和丙
酮溶液中超声清洗，时间为30min；电
抛光在两
电极体系中进行，超声清洗后的导体做
工作电极，不锈
钢片做
对电极，在20.0V的
电压下反应15min，
抛光液为H3PO4和无水乙醇(体积比37:63)的混合溶液，反应过程中搅拌速度为20rpm/min，整个反应装置放入
冰水混合物中；
电抛光完成后将导体放入无水乙醇中超声清洗除去导体表面的残留液，用N2吹干放入聚四氟乙烯内胆中，加入
氨水溶液反应；反应结束后用蒸馏水将试样冲洗干净，凉干；
[0049] 步骤二：制备超疏水表面：水
热处理后的导体表面表现出超亲水特性，要想获得超疏水的效果还需进一步降低其表面能，而在导体表面修饰一层含氟
硅烷膜可有效的降低表面能；表面修饰方法如下：首先将水热处理后的导体放入无水乙醇中浸泡15min，接下来将导体密封，放入120℃的鼓
风干燥箱中高温修饰2h，结束后将导体取出在室温下冷却，所得到的导体表面即具有良好的超疏水性能；
[0050] 步骤三：绝缘层的制备：将中低
门尼
粘度、高乙烯含量、中等第三
单体的三元乙丙橡胶、稳定剂1984、硬酯酸钡、硬酯酸在110℃～115℃下混合，再在116～150℃塑炼
造粒，得到本色的电缆绝缘料，再进行冷却、
包装；
[0051] 步骤四：制备防水腐蚀层：将一定
质量的低门尼、硫醇调节的氯丁橡胶、防老剂DFC-34、三烯丙基异氰脲酸酯和聚亚苯基硫醚混合均匀后，通过双螺杆
挤出机挤压成熔融状态，最后快速投入到
注塑机中，高温下
注塑成型；
[0052] 步骤五：制备防微生物腐蚀层：将一定质量的复合
有机溶剂放入密闭反应釜中，控制温度在60～90℃，反应20-30min，加入一定质量的2，2-二苯甲酰胺基二硫化物、五氯硫酚、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、环氧
树脂混合搅拌，加热至200～220℃，反应10min，将称取好的阻燃剂、发泡剂混合加入后搅拌均匀，注入成塑机中成型、冷却；
[0053] 步骤六：将制备好的金属导体、超疏水表面、绝缘层、防水腐蚀层、防微生物腐蚀层及感温线进行依次包裹成型。
[0054] 本发明的另一目的在于提供一种海洋防腐蚀电缆构件，所述海洋防腐蚀电缆构件至少搭载所述的海水防腐蚀电缆。
[0055] 综上所述，本发明的优点及积极效果为：
[0056] 本发明提供的报警器用于在感温线检测到温度变化时发出警报，提高了该电缆的自动监测性能。
[0057] 本发明将该防海水腐蚀的电缆通过导线接入需要使用的
位置后，将感温线与报警系统连接，通过防微生物腐蚀层提高电缆的抗撕裂性及避免海水中的微生物对电缆的侵蚀，通过防水腐蚀层能够有效避免海水中的盐类及各种化学元素对电缆造成的腐蚀，超疏水表面能够紧密贴合与金属导体外部，有效避免了金属导线外部遭到破坏时金属导体造成的短路，绝缘层进一步对金属导线内部的金属导体进行保护，金属导线及感温线之间的内空隙填充的绝缘橡胶，保证电缆的圆整，避免由于电缆表面的变形，而引起的缆芯不稳，有效提高了电缆的使用寿命，感温线对电缆进行实时监测，当监测到温度发生变化时，将温度
信号传输至报警器，发出警报，便于进行及时的维修。
[0058] 本发明选用模型误差最小的复指数基扩展模型，确定最优的基函数的个数，以提高估计
精度；将用于估计基系数的频域矩阵事先计算并存储下来，降低了计算复杂度。
附图说明
[0059] 图1是本发明
实施例提供的海水防腐蚀电缆结构示意图；
[0060] 图2是本发明实施例提供的感温线与报警器结构示意图。
[0061] 图3是本发明实施例提供的感温线与外部终端连接示意图。
[0062] 图中：1、防微生物腐蚀层；2、防水腐蚀层；3、感温线；4、超疏水表面；
[0063] 5、金属导体；6、绝缘层；7、绝缘橡胶；8、金属导线；9、报警器。
具体实施方式
[0064] 为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
[0065] 下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
[0066] 如图1-图3所示，本发明实施例提供的海水防腐蚀电缆包括：
[0067] 防微生物腐蚀层1、防水腐蚀层2、感温线3、超疏水表面4、金属导体5、绝缘层6、绝缘橡胶7、金属导线8、报警器9。
[0068] 防微生物腐蚀层1内部紧密套接有防水腐蚀层2，防水腐蚀层2内部套接有感温线3和金属导线8；金属导线8内部为金属导体5，金属导体5外部紧密包裹有绝缘层6，金属导体5与绝缘层6之间胶接有超疏水表面4，防水腐蚀层2内部的金属导线8及感温线3之间的内空隙填充有绝缘橡胶7。
[0069] 防水腐蚀层内部的金属导线及感温线之间的内空隙填充有绝缘橡胶；防水腐蚀层外部安装有位移检测器，将检测后的信息发送给外部终端；
[0070] 感温线一端通过导线连接外部终端，外部终端连接报警器9。
[0071] 本发明在使用时，将该防海水腐蚀的电缆通过导线接入需要使用的位置后，将感温线与报警系统连接，通过防微生物腐蚀层1提高电缆的抗撕裂性及避免海水中的微生物对电缆的侵蚀，通过防水腐蚀层2能够有效避免海水中的盐类及各种化学元素对电缆造成的腐蚀，超疏水表面4能够紧密贴合与金属导体外部，有效避免了金属导线8外部遭到破坏时金属导体5造成的短路，绝缘层6进一步对金属导线8内部的金属导体5进行保护，金属导线8及感温线3之间的内空隙填充的绝缘橡胶7，保证电缆的圆整，避免由于电缆表面的变形，而引起的缆芯不稳，有效提高了电缆的使用寿命，感温线3对电缆进行实时监测，当监测到温度发生变化时，将温度信号传输至报警器9，发出警报，便于进行及时的维修。
[0072] 下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
[0073] 本发明实施例提供的防海水腐蚀的电缆的生产方法包括：
[0074] 步骤一：将导体表面的氧化物杂质去除，放入等体积无水乙醇和丙酮溶液中超声清洗，时间为30min；电抛光在两电极体系中进行，超声清洗后的导体做工作电极，
不锈钢片做对电极，在20.0V的电压下反应15min，抛光液为H3PO4和无水乙醇(体积比37:63)的混合溶液，反应过程中搅拌速度为20rpm/min，整个反应装置放入冰水混合物中；电抛光完成后将导体放入无水乙醇中超声清洗除去导体表面的残留液，用N2吹干放入聚四氟乙烯内胆中，加入氨水溶液反应；反应结束后用蒸馏水将试样冲洗干净，凉干；
[0075] 步骤二：水热处理后的导体表面表现出超亲水特性，要想获得超疏水的效果还需进一步降低其表面能，而在导体表面修饰一层含氟硅烷膜可有效的降低表面能；表面修饰方法如下：首先将水热处理后的导体放入无水乙醇中浸泡15min，接下来将导体密封，放入120℃的鼓风干燥箱中高温修饰2h，结束后将导体取出在室温下冷却，所得到的导体表面即具有良好的超疏水性能；
[0076] 步骤三：绝缘层的制备：将中低门尼粘度、高乙烯含量、中等第三单体的三元乙丙橡胶、稳定剂1984、硬酯酸钡、硬酯酸在110℃～115℃下混合，再在116～150℃塑炼造粒，得到本色的电缆绝缘料，再进行冷却、包装；
[0077] 步骤四：制备防水腐蚀层：将一定质量的低门尼、硫醇调节的氯丁橡胶、防老剂DFC-34、三烯丙基异氰脲酸酯和聚亚苯基硫醚混合均匀后，通过双
螺杆挤出机挤压成熔融状态，最后快速投入到注塑机中，高温下注塑成型；
[0078] 步骤五：制备防微生物腐蚀层：将一定质量的复合
有机溶剂放入密闭反应釜中，控制温度在60～90℃，反应20-30min，加入一定质量的2，2-二苯甲酰胺基二硫化物、五氯硫酚、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、
环氧树脂混合搅拌，加热至200～220℃，反应10min，将称取好的阻燃剂、发泡剂混合加入后搅拌均匀，注入成塑机中成型、冷却；
[0079] 步骤六：将制备好的金属导体、超疏水表面、绝缘层、防水腐蚀层、防微生物腐蚀层及感温线进行依次包裹成型。
[0080] 下面结合具体实施例对该电缆的制作材料作进一步描述。
[0081] 防微生物腐蚀层主要由天然胶
增塑剂1，2，2-二苯甲酰胺基二硫化物和五氯硫酚合成，由于它们在塑炼过程中易分解生成自由基促使橡胶氧化断链，大大强化了塑炼过程，能成倍提高塑炼效率，大大减少劳动强度，节省动力消耗，还能提高胶料的抗撕裂性、耐疲劳性能，防止磨损同时防止微生物腐蚀的保护层。
[0082] 防水腐蚀层，采用低门尼、硫醇调节的氯丁橡胶为基料的混合物制备，该混合物配方具有耐海水腐蚀、耐油和耐候的性能。
[0083] 感温线，就是俗称的“
热电偶”，有很多种类型，但是基本原理都是利用对温度的变化对应关系，通过两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有
电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势，这就是所谓的“塞贝克效应”，再通过放大
电路将电势信号放大后，转换成AD信号用LED或者
指针显示出来；当电路发生意外时能报警。
[0084] 超疏水表面，采用水热—表面修饰两步法在导体表面制备了正六边形棒状阵列结构，其
接触角为162.6±3°，在电缆外的所有保护层都意外破坏时，能够防止短路。
[0085] 绝缘层，采用中低门尼粘度、高乙烯含量、中等第三单体的三元乙丙橡胶为基料的混合物材料制备，具有低吸水性、高绝缘
电阻的材料，防止导体短路。
[0086] 绝缘橡胶，采用聚丙烯
纤维、丙纶短纤维、聚丙烯短纤维、丙纶短纤、聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂；按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种，使电缆包装结实牢固。
[0087] 下面结合具体分析对本发明作进一步描述。
[0088] 本发明实施例提供的海水防腐蚀电缆的检测方法，包括：
[0089] 通过位移检测器对电缆表面的变形进行检测，将检测后的信息发送给外部终端；对电缆表面的变形进行检测中，通过位移检测器集成的信息处理模块对变形数据进行分析后，得到准确的变形数据，具体包括：
[0090] 第一步，将本地导频变形符号 转换到变换域变形符号 其中，ps是本地导频变形符号的序号；
[0091] 第二步，利用复指数基扩展模型，生成基函数矩阵 导频符号处的基函数对应的频域矩阵 及所有符号的基函数对应的频域矩阵 其中，q＝0,…,Q，Q是基函数的个数，ns是每个单载波频分复用符号的序号；
[0092] 第三步，根据变换域变形符号 和频域矩阵 获得用于估计基系数向量的频域矩阵
[0093] 第四步，根据推导出的基系数和频域信道响应的数学关系式 利用估计出的基系数 直接得到频域信道响应矩阵 其中 是第二步中生成的频域矩阵；
[0094] 通过感温线对电缆进行实时监测，当监测到温度发生变化时，将温度信号传输至外部终端；
[0095] 感温线对电缆进行实时监测的数字调制信号x(t)的分数低阶模糊函数表示为：
[0096]
[0097] 其中，τ为时延偏移，f为多普勒频移，0＜a,b＜α/2，x*(t)表示x(t)的共轭，当x(t)为实信号时，x(t)＜p＞＝|x(t)|＜p＞sgn(x(t))；当x(t)为复信号时，[x(t)]＜p＞＝|x(t)|p-1x*(t)；
[0098] 外部终端将处理后的信息发送至报警器，发出警报。
[0099] 第四步前，需进行：
[0100] 对接收信号进行快速傅立叶FFT变换，获得频域接收信号Y，从该频域接收信号Y中提取接收端接收到的块状导频符号 其中pλ是接收到的块状导频符号的序号；
[0101] 利用接收到的块状导频符号 和频域矩阵 采用最小二乘方法得到基系数向量的估计值 其中， 是矩阵的广义逆运算；
[0102] 第一步中的将本地导频变形符号 转换到变换域变形符号 按照以下公式进行：
[0103]
[0104] 其中， diag(·)是将向量转换成对角矩阵的运算，Q是基函数的个数，IQ+1为Q+1维的单位矩阵， 为克罗内列积运算符号，FL为快速傅里叶变换矩阵F的前L列，L为快时变信道的可分离径数；
[0105] 第二步中所述的生成基函数矩阵 及频域矩阵 按照如下步骤进行：
[0106] 2a)生成基函数矩阵
[0107]
[0108] 其中， 是基函数矩阵 的元素，其利用复指数基扩展模型，按照以下公式生成：
[0109]
[0110] 其中，q＝0,1,…,Q，Q是基函数的个数，n＝0,1,…,N，N是快速傅里叶变换的点数，ns＝1,2,…,Nsymb是每个单载波频分复用符号的序号，Nsymb是一个传输块中单载波频分复用符号的个数；
[0111] 2b)生成频域矩阵 和
[0112]
[0113] 其中， 是第q个频域矩阵，q＝0,1,…,Q，Q是基函数的个数， 是导频符号处的基函数矩阵，ps是导频符号的序号， 是矩阵 的前L列，F是N点快速傅里叶变换矩阵，(·)H是矩阵的共轭转置操作。
[0114] 在上述实施例中，可以全部或部分地通过
软件、
硬件、
固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、
计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个
网站站点、计算机、
服务器或
数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、
微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是
磁性介质，(例如，
软盘、
硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者
半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
[0115] 以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单
修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
