本发明涉及超导电缆技术领域，特别是涉及一种高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置。
背景技术：
目前，高温超导电缆采用杜瓦结构设计，高温超导电缆线路在敷设时，内杜瓦管内未充液氮，当线路安装完毕后，需对内杜瓦管充液氮，使缆芯温度降到液氮温区。
由于外杜瓦管与外部空气接触，处于常温状态，两者温差极大，从而容易出现内杜瓦管(含缆芯)相对外杜瓦管出现纵向回缩现象，当高温超导电缆线路达到一定长度时，内杜瓦管(含缆芯)相对外杜瓦管纵向长度回缩很大，此时缆芯就会产生应力，当缆芯回缩量较大时，就会影响整体电缆的运行。为了监测线缆的回缩量，现有在高温超导电缆用杜瓦结构上设置有接触式缆芯偏芯监测装置，然而该装置不方便对内杜瓦管(含缆芯)在发生回缩时进行监测。
技术实现要素：
基于此，有必要针对现有的高温超导电缆用杜瓦结构上不方便对内杜瓦管中的缆芯在发生回缩时进行监测的问题，提供一种高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置。
本发明提供了一种高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，包括：
杜瓦外管，所述杜瓦外管的两侧均为开口结构，所述杜瓦外管的侧壁上相对设置有第一观察口和第二观察口；
第一透明组件，所述第一观察口和所述第二观察口的开口侧上均设置有所述第一透明组件；
激光源组件，所述激光源组件设置在所述第一观察口上的第一透明组件上；
光电传感组件，所述光电传感组件设置在所述第二观察口上的第一透明组件上；
杜瓦内管，所述杜瓦内管设置在所述杜瓦外管的内腔中，且所述杜瓦内管与所述杜瓦外管之间形成的空腔为封闭结构，所述杜瓦内管的侧壁上相对设置有第三观察口和第四观察口，所述第三观察口的位置与所述第一观察口的位置相对应，所述第四观察口的位置与所述第二观察口的位置相对应；
第二透明组件，所述第三观察口和所述第四观察口的开口侧上均设置有所述第二透明组件。
上述监测装置，方便对位于杜瓦内管中的电缆是否发生回缩偏芯进行监控，当第一观察口上的激光源组件发出的激光没有被位于杜瓦内管中的电缆阻挡时，此时第二观察口上的光电传感组件就可以接收到激光信号，则位于杜瓦内管中的电缆没有发生收缩偏芯，当第一观察口上的激光源组件发出的激光被位于杜瓦内管中的电缆阻挡时，此时第二观察口上的光电传感组件就没法接收到激光信号，则位于杜瓦内管中的电缆发生收缩偏芯。
在其中一个实施例中，所述第一透明组件包括第二法兰、第一玻璃以及第三法兰，所述第一观察口和所述第二观察口的开口侧上均设置有所述第二法兰，所述第一玻璃设置在所述第二法兰与所述第三法兰之间，所述第三法兰通过螺栓与所述第二法兰连接。
在其中一个实施例中，所述第一透明组件还包括第一密封圈，所述第一密封圈设置在所述第二法兰和所述第一玻璃之间。
在其中一个实施例中，所述激光源组件包括激光发生器和第一固定片，所述激光发生器通过所述第一固定片固定在所述第一观察口上的所述第三法兰上。
在其中一个实施例中，所述光电传感组件包括激光接收器和第二固定片，所述激光接收器通过所述第二固定片固定在所述第二观察口上的所述第三法兰上。
在其中一个实施例中，所述杜瓦外管包括第一管体和第一法兰，所述第一管体的两侧均为开口结构，且所述第一管体的两侧分别设置有一个所述第一法兰，所述第一观察口和所述第二观察口相对设置在所述第一管体的侧壁上；
所述杜瓦内管设置在所述第一管体内，且所述杜瓦内管的两侧对应与所述第一管体两侧上的所述第一法兰连接。
在其中一个实施例中，所述杜瓦内管包括第二管体、第三管体以及第四管体，所述第三管体和所述第四管体分别设置在所述第二管体的两侧，且所述第三管体和所述第四管体的直径均大于所述第二管体的直径；
所述第三观察口和所述第四观察口相对设置在所述第二管体的侧壁上；
当所述杜瓦内管设置在所述第一管体内时，所述第三管体与其中一个所述第一法兰连接，所述第四管体与其中另一个所述第一法兰连接。
在其中一个实施例中，所述第二透明组件包括第四法兰、第二玻璃以及第五法兰，所述第三观察口和所述第四观察口的开口侧上均设置有所述第四法兰，所述第二玻璃设置在所述第四法兰和所述第五法兰之间，所述第五法兰通过螺栓与所述第四法兰连接。
在其中一个实施例中，所述第二透明组件还包括第二密封圈，所述第二密封圈设置在所述第四法兰与所述第二玻璃之间。
在其中一个实施例中，还包括真空阀，所述真空阀设置在所述杜瓦外管的侧壁上，且所述真空阀的一端与所述杜瓦内管与所述杜瓦外管之间形成的空腔连通。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置的结构示意图；
图2为图1的内部结构示意图；
图3为图1的爆炸图；
图4为图1中的激光源组件示意图；
图5为图4的装配示意图；
图6为图1中的光电传感组件示意图；
图7为图6的装配示意图；
图8为图1连接弧形杜瓦连接管的示意图；
图9为图8中的弧形杜瓦连接管的内部结构示意图；
图10为图8的内部结构示意图；
图11为图10中插入超导电缆后的示意图；
图12为图1在应用时的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
如图1并结合图2、图3所示，本发明一实施例中，提供了一种高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，包括：杜瓦外管10、第一透明组件、激光源组件40、光电传感组件50、杜瓦内管20、第二透明组件，其中，杜瓦外管10的两侧均为开口结构，杜瓦外管10的侧壁上相对设置有第一观察口1011和第二观察口1012；第一观察口1011和第二观察口1012的开口侧上均设置有第一透明组件；激光源组件40设置在第一观察口1011上的第一透明组件上；光电传感组件50设置在第二观察口1012上的第一透明组件上；杜瓦内管20设置在杜瓦外管10的内腔中，且杜瓦内管20与杜瓦外管10之间形成的空腔为封闭结构，杜瓦内管20的侧壁上相对设置有第三观察口2011和第四观察口2012，第三观察口2011的位置与第一观察口1011的位置相对应，第四观察口2012的位置与第二观察口1012的位置相对应；第三观察口2011和第四观察口2012的开口侧上均设置有第二透明组件。
采用上述技术方案，方便对位于杜瓦内管中的电缆是否发生回缩偏芯进行监控，当第一观察口上的激光源组件发出的激光没有被位于杜瓦内管中的电缆阻挡时，此时第二观察口上的光电传感组件就可以接收到激光信号，则位于杜瓦内管中的电缆没有发生收缩偏芯，当第一观察口上的激光源组件发出的激光被位于杜瓦内管中的电缆阻挡时，此时第二观察口上的光电传感组件就没法接收到激光信号，则位于杜瓦内管中的电缆发生收缩偏芯。
在一些实施例中，如图3所示，本申请中的第一透明组件包括第二法兰301、第一玻璃302以及第三法兰303，第一观察口1011和第二观察口1012的开口侧上均设置有第二法兰301，第一玻璃302设置在第二法兰301与第三法兰303之间，第三法兰303通过螺栓与第二法兰301连接。
进一步地，为了确保第一玻璃302与第二法兰301之间的密闭性，本申请中的第一透明组件还包括第一密封圈(图中未指示)，该第一密封圈设置在第二法兰301和第一玻璃302之间。
需要说明的是，本申请实施例中通过第一密封圈确保第二法兰与第三法兰之间的密闭性的结构仅为示例，在其他可替代的方案中，也可以采用其它结构，例如，在第二法兰与第三法兰之间设置密封胶。本申请对如何确保第二法兰与第三法兰之间的密闭性的具体结构不作特殊限制，只要上述结构能实现本申请的目的便可。
在一些实施例中，如图4所示，本申请中的激光源组件40包括激光发生器401和第一固定片402，其中，激光发生器401通过第一固定片402固定在第一观察口1011上的第三法兰303上。
具体地，如图5所示，上述激光源组件40包括两个激光发生器401和两个第一固定片402，其中，每个激光发生器401均通过螺栓固定在对应的第一固定片402上，然后再用螺栓将第一固定片402固定在第一观察口1011上的第三法兰303上，此时，两个激光发生器401相对设置。
在一些实施例中，如图6所示，本申请中的光电传感组件50包括激光接收器501和第二固定片502，其中，激光接收器501通过第二固定片502固定在第二观察口1012上的第三法兰303上。
具体地，如图7所示，上述光电传感组件50包括两个激光接收器501和两个第二固定片502，其中，每个激光接收器501均通过螺栓固定在对应的第二固定片502上，然后再用螺栓将第二固定片502固定在第二观察口1012上的第三法兰303上，此时，两个激光接收器501相对设置。
在一些实施例中，如图3所示，本申请中的杜瓦外管10包括第一管体101和第一法兰102，第一管体101的两侧均为开口结构，且第一管体101的两侧分别设置有一个第一法兰102，第一观察口1011和第二观察口1012相对设置在第一管体101的侧壁上；杜瓦内管20设置在第一管体101内，且杜瓦内管20的两侧对应与第一管体101两侧上的第一法兰102连接。
进一步地，杜瓦内管20包括第二管体201、第三管体202以及第四管体203，第三管体202和第四管体203分别设置在第二管体201的两侧，且第三管体202和第四管体203的直径均大于第二管体201的直径；第三观察口2011和第四观察口2012相对设置在第二管体201的侧壁上；当杜瓦内管20设置在第一管体101内时，第三管体202与其中一个第一法兰102连接，第四管体203与其中另一个第一法兰102连接。
在一些实施例中，如图3所示，本申请中的第二透明组件包括第四法兰601、第二玻璃602以及第五法兰603，第三观察口2011和第四观察口2012的开口侧上均设置有第四法兰601，第二玻璃602设置在第四法兰601和第五法兰603之间，第五法兰603通过螺栓与第四法兰601连接。
进一步地，为了确保第四法兰601和第二玻璃602之间的密闭性，本申请中的第二透明组件还包括第二密封圈(图中未指示)，该第二密封圈设置在第四法兰601和第二玻璃602之间。
在一些实施例中，为了方便对杜瓦内管20与杜瓦外管10之间形成的空腔抽真空，如图1结合图2所示，本申请中的高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，还包括真空阀70，该真空阀70设置在杜瓦外管10的侧壁上，且真空阀70的一端与杜瓦内管20与杜瓦外管10之间形成的空腔连通。
当需要对杜瓦内管20与杜瓦外管10之间形成的空腔抽真空时，只需要用抽气泵通过气管与真空阀70连接，随后启动抽气泵即可。
综上所述，本申请发明在使用时：
如图8并结合图9所示，首先将两段弧形杜瓦连接管801安装在缆芯偏芯杜瓦监测装置上的杜瓦内管20的两侧，此时，弧形杜瓦连接管801一端伸入到杜瓦内管20上的第二管体201中，然后将弧形杜瓦连接管801上的连接法兰8013与第一法兰102连接，同时，通过弧形杜瓦连接管801上的真空阀8014对弧形杜瓦连接管801上的外管8011和内管8012之间抽真空，连接好弧形杜瓦连接管801和杜瓦内管20的示意图如图10所示，随后将超导电缆100依次从其中一个弧形杜瓦连接管801、杜瓦内管20以及其中另一个弧形杜瓦连接管801中穿过(如图11)，然后对其中一个弧形杜瓦连接管801、杜瓦内管20以及其中另一个弧形杜瓦连接管801之间形成的内腔中充入液氮，使超导电缆100温度降到液氮温区，最后如图12所示，当第一观察口上的激光源组件发出的激光没有被位于杜瓦内管中的电缆阻挡时，此时第二观察口上的光电传感组件就可以接收到激光信号，则位于杜瓦内管中的电缆没有发生收缩偏芯，当第一观察口上的激光源组件发出的激光被位于杜瓦内管中的电缆阻挡时，此时第二观察口上的光电传感组件就没法接收到激光信号，则位于杜瓦内管中的电缆发生收缩偏芯。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，其特征在于，包括：
杜瓦外管(10)，所述杜瓦外管(10)的两侧均为开口结构，所述杜瓦外管(10)的侧壁上相对设置有第一观察口(1011)和第二观察口(1012)；
第一透明组件，所述第一观察口(1011)和所述第二观察口(1012)的开口侧上均设置有所述第一透明组件；
激光源组件(40)，所述激光源组件(40)设置在所述第一观察口(1011)上的第一透明组件上；
光电传感组件(50)，所述光电传感组件(50)设置在所述第二观察口(1012)上的第一透明组件上；
杜瓦内管(20)，所述杜瓦内管(20)设置在所述杜瓦外管(10)的内腔中，且所述杜瓦内管(20)与所述杜瓦外管(10)之间形成的空腔为封闭结构，所述杜瓦内管(20)的侧壁上相对设置有第三观察口(2011)和第四观察口(2012)，所述第三观察口(2011)的位置与所述第一观察口(1011)的位置相对应，所述第四观察口(2012)的位置与所述第二观察口(1012)的位置相对应；
第二透明组件，所述第三观察口(2011)和所述第四观察口(2012)的开口侧上均设置有所述第二透明组件。
2.根据权利要求1所述的高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，其特征在于，所述第一透明组件包括第二法兰(301)、第一玻璃(302)以及第三法兰(303)，所述第一观察口(1011)和所述第二观察口(1012)的开口侧上均设置有所述第二法兰(301)，所述第一玻璃(302)设置在所述第二法兰(301)与所述第三法兰(303)之间，所述第三法兰(303)通过螺栓与所述第二法兰(301)连接。
3.根据权利要求2所述的高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，其特征在于，所述第一透明组件还包括第一密封圈，所述第一密封圈设置在所述第二法兰(301)和所述第一玻璃(302)之间。
4.根据权利要求2所述的高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，其特征在于，所述激光源组件(40)包括激光发生器(401)和第一固定片(402)，所述激光发生器(401)通过所述第一固定片(402)固定在所述第一观察口(1011)上的所述第三法兰(303)上。
5.根据权利要求2所述的高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，其特征在于，所述光电传感组件(50)包括激光接收器(501)和第二固定片(502)，所述激光接收器(501)通过所述第二固定片(502)固定在所述第二观察口(1012)上的所述第三法兰(303)上。
6.根据权利要求1所述的高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，其特征在于，所述杜瓦外管(10)包括第一管体(101)和第一法兰(102)，所述第一管体(101)的两侧均为开口结构，且所述第一管体(101)的两侧分别设置有一个所述第一法兰(102)，所述第一观察口(1011)和所述第二观察口(1012)相对设置在所述第一管体(101)的侧壁上；
所述杜瓦内管(20)设置在所述第一管体(101)内，且所述杜瓦内管(20)的两侧对应与所述第一管体(101)两侧上的所述第一法兰(102)连接。
7.根据权利要求6所述的高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，其特征在于，所述杜瓦内管(20)包括第二管体(201)、第三管体(202)以及第四管体(203)，所述第三管体(202)和所述第四管体(203)分别设置在所述第二管体(201)的两侧，且所述第三管体(202)和所述第四管体(203)的直径均大于所述第二管体(201)的直径；
所述第三观察口(2011)和所述第四观察口(2012)相对设置在所述第二管体(201)的侧壁上；
所述第三管体(202)与其中一个所述第一法兰(102)连接，所述第四管体(203)与其中另一个所述第一法兰(102)连接。
8.根据权利要求7所述的高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，其特征在于，所述第二透明组件包括第四法兰(601)、第二玻璃(602)以及第五法兰(603)，所述第三观察口(2011)和所述第四观察口(2012)的开口侧上均设置有所述第四法兰(601)，所述第二玻璃(602)设置在所述第四法兰(601)和所述第五法兰(603)之间，所述第五法兰(603)通过螺栓与所述第四法兰(601)连接。
9.根据权利要求8所述的高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，其特征在于，所述第二透明组件还包括第二密封圈，所述第二密封圈设置在所述第四法兰(601)与所述第二玻璃(602)之间。
10.根据权利要求1所述的高温超导电缆弧形敷设的缆芯偏芯杜瓦监测装置，其特征在于，还包括真空阀(70)，所述真空阀(70)设置在所述杜瓦外管(10)的侧壁上，且所述真空阀(70)的一端与所述杜瓦内管(20)与所述杜瓦外管(10)之间形成的空腔连通。
技术总结