[发明专利]一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置及方法

权利要求书

1.一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置，其特征在于，包括光纤盘(1)，光纤温度应变分析仪(2)，恒温烘箱(3)，以及高精度位移平台(4)；其中，

测量时，待测光纤盘(1)中的光纤的一端与光纤温度应变分析仪(2)发射端相连，另一端依次与放入恒温烘箱(3)中的光纤和固定在高精度位移平台(4)上的光纤相连，最后与光纤温度应变分析仪(2)接收端相连，形成另一条光通路；通过改变接入光纤盘(1)长度来模拟实际海缆运行距离；利用放入恒温烘箱(3)中的光纤和浴槽外的光纤进行光纤温度应变分析仪(2)的空间分布率测试以及温度故障模拟；利用高精度位移平台(4)改变光纤应变大小来模拟应变故障；光纤温度应变分析仪(2)用于采集不同时刻的不同位置的布里渊位移频移。

2.根据权利要求1所述的一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置，其特征在于，待测光纤盘(1)能够根据实际海缆运行情况的长度进行模拟，而且能够在光纤盘(1)的前后不同位置进行温度应变故障模拟。

3.根据权利要求1所述的一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置，其特征在于，通过放置在恒温烘箱(3)内外不同长度的光纤，验证当前设备经过光纤盘(6)长度后的空间分布率、温度分辨率以及温度故障。

4.根据权利要求1所述的一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置，其特征在于，通过固定在高精度位移平台(4)上的光纤，控制高精度位移平台不同的位移，来实现经过光纤盘(6)长度后的应变分辨率以及应变故障。

5.一种海底电缆温度应力岸上模拟实验方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至4中任一项所述的一种海底电缆温度应力岸上模拟实验装置，包括以下步骤：

1)将等于当前空间分布率光纤长度、远大于当前空间分布率光纤长度、小于空间分布率光纤长度、远大于当前空间分布率光纤长度、大于2倍当前空间分布率光纤长度依次放入恒温烘箱(3)；

2)将不同长度的光纤固定在高精度位移平台(4)上，并保证在高精度位移平台(4)上光纤状态处于绷紧状态；

3)待测光纤盘(1)中的光纤的一端与光纤温度应变分析仪(2)发射端相连，另一端依次与放入恒温烘箱(3)中的光纤和固定在高精度位移平台(4)上的光纤相连，最后与光纤温度应变分析仪(2)接收端相连，形成另一条光通路；

4)改变恒温烘箱(3)的温度以及高精度位移平台(4)的位移大小，记录不同条件下光纤温度应变分析仪(2)测量的布里渊位移频移。

6.根据权利要求5所述的一种海底电缆温度应力岸上模拟实验方法，其特征在于，步骤4)中，将光纤1m、2m、3m长度分别固定在高精度位移平台(4)，通过移动高精度位移平台(4)移动0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm模拟100με、200μ、300με、400με、500με。

7.根据权利要求5所述的一种海底电缆温度应力岸上模拟实验方法，其特征在于，步骤4)中，通过改变恒温烘箱分别为大于室温20℃、30℃、40℃、50℃、60℃。

8.根据权利要求5所述的一种海底电缆温度应力岸上模拟实验方法，其特征在于，步骤4)中，布里渊频移与同一时刻光纤的温度、应变的关系如式(1)所示：

v_B(T,ε)＝v_B(T₀,ε₀)+C_υT(T-T₀)+C_υε(ε-ε₀) (1)

其中υ_B(T₀,ε₀)、v_B(T,ε)为光纤温度应变分析仪在待测光纤布里渊散射光频移量，ε₀、ε为高精度位移平台上稳定后测量得到的光纤的应变值，T₀、T为待测恒温烘箱温度稳定后测量得到的光纤的温度值，C_vT、C_vε分别为布里渊频移温度系数、布里渊频移应变系数。