[发明专利]断点检测与振动检测结合的埋地光缆故障点定位系统

权利要求书

1.一种断点检测与振动检测结合的埋地光缆故障点检测系统，其特征在于：包括分布式反馈激光器(1)、窄带激光器(2)、光开关(3)、声光调制器(4)、驱动器(5)、环形器(6)、被测埋地光缆(7)、光电探测器(8)、采集卡(9)和计算机(10)；分布式反馈激光器(1)和窄带激光器(2)同时通过光纤与光开关(3)连接，光开关(3)通过光纤与声光调制器(4)的光纤端口(401)连接，驱动器(5)通过信号线与声光调制器(4)的信号端口(402)连接，声光调制器(4)的输出端口(403)通过光纤与环形器(6)的第一端口(601)连接，环形器(6)的第二端口(602)连接被测埋地光缆(7)，环形器(6)的第三端口(603)通过光纤与光电探测器(8)的输入端口连接，光电探测器(8)的输出端口与采集卡(9)连接，采集卡(9)再连接到计算机(10)上；

分布式反馈激光器(1)用于发射激光，以实现系统的光时域反射测试；

窄带激光器(2)用于发射激光，且和分布式反馈激光器(1)发射的激光在同一频段上，但窄带激光器(2)和分布式反馈激光器(1)相比，窄带激光器发射的激光频带更窄，容易发生干涉，其用于相位灵敏光时域反射测试；

光开关(3)用于选择激光光源，光开关(3)可以选择让分布式反馈激光器()1发出的激光通过，也可以选择让窄带激光器(2)发出的激光通过，当光开关(3)选择让分布式反馈激光器(1)发出的激光通过时，系统工作在光时域反射测试模式；当光开关(3)选择让窄带激光器(2)发出的激光通过时，系统工作在相位灵敏光时域反射测试模式；

声光调制器(4)用于调制激光，它将来自光开关(3)的连续激光调制成为脉冲激光，之后将脉冲激光发送给环形器(6)；

驱动器(5)用于给声光调制器(4)发送调制信号，声光调制器(4)根据驱动器(5)发出的调制信号对激光进行调制；

环形器(6)首先将声光调制器(4)调制后发来的激光发送给被测埋地光缆(7)，然后再将被测埋地光缆(7)反射回来的激光发送给光电探测器(8)；

光电探测器(8)用于将环形器(6)发送的光信号转化为电信号，再将这部分电信号发送给采集卡(9)；

采集卡(9)采集了光电探测器(8)发送的电信号后，将采集到的电信号发送给计算机(10)，再由计算机(10)进行信号分析和处理。

2.一种根据权利要求1所述断点检测与振动检测结合的埋地光缆故障点检测系统，其特征在于：分布式反馈激光器(1)为内置光纤布拉格光栅的激光器。

3.一种基于权利要求1所述系统的埋地光缆故障点定位方法，包括以下步骤：

S1将被测埋地光缆(7)接入系统；

S2进行光时域反射测试，使用系统的光时域反射测试功能，测出被测光纤(7)故障点的大概位置，具体包括以下步骤：

S2.1分布式反馈激光器(1)发送激光到光开关(3)；

S2.2激光经过光开关(3)到达声光调制器(4)的光纤端口(401)，声光调制器(4)将激光调制为脉冲激光，从输出端口(403)输出；

S2.3脉冲激光到达环形器(6)的第一端口(601)，从环形器(6)的第二端口(602)输出，进入被测埋地光缆(7)；

S2.4传输在被测埋地光缆(7)中的激光会发生瑞利散射，其中向正后方散射的那部分散射光输入环形器(6)的第二端口(602)，从环形器(6)的第三端口(603)输出；

S2.5从环形器(6)的第三端口(603)输出的瑞利散射光输入光电探测器(8)，由光电探测器(8)转化为相应的电信号；

S2.6光电探测器(8)输出的电信号输入采集卡(9)，由采集卡(9)采集；

S2.7采集卡(9)将采集到的电信号发送给计算机(10)，计算机(10)处理信号，计算出被测光纤(7)故障点的大概位置；

S3进行相位灵敏光时域反射测试，使用系统的相位灵敏光时域反射测试功能，在S2测得的故障点大概位置附近敲击地面，并得到因光缆振动而测得的振动测试数据,具体包括以下步骤：

S3.1窄带激光器(2)发送激光到光开关(3)；

S3.2激光经过光开关(3)到达声光调制器(4)的光纤端口(401)，声光调制器(4)将激光调制为脉冲激光，从输出端口(403)输出；

S3.3脉冲激光到达环形器(6)的第一端口(601)，从环形器(6)的第二端口(602)输出，进入被测埋地光缆(7)；

S3.4传输在被测埋地光缆(7)中的激光产生的背向瑞利散射光相互干涉形成带有相位信息的背向瑞利散射光，带有相位信息的背向瑞利散射光输入环形器(6)的第二端口(602)，从环形器(6)的第三端口(603)输出；

S3.5从环形器(6)的第三端口(603)输出的带有相位信息的背向瑞利散射光输入光电探测器(8)，由光电探测器(8)转化为相应的电信号；

S3.6光电探测器(8)输出的电信号输入采集卡(9)，由采集卡(9)采集；

S3.7采集卡(9)将采集到的信号发送给计算机(10)，计算机(10)处理信号，得到带有相位信息的反馈信号，外界振动信息就体现在反馈信号中；

S4数据处理和分析判断，根据S3得到的带有相位信息的反馈信号，分析敲击点是否是光缆的故障点，不是故障点时进行S5，是故障点时进行S6；

S5移动测试位置，不是故障点时，进行移动测试，向光缆故障点位置的方向移动，重复S3和S4；

S6地面开挖，是故障点时则挖开地面，找出光缆上的故障点。