[发明专利]一种基于分布式光纤传感技术的雨水入侵光缆监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于分布式光纤传感技术的雨水入侵光缆监测系统，其特征在于：包括分布式监测系统(4)、传感光缆(5)，所述分布式监测系统(4)包括分布式解析主机(1)与及与分布式解析主机(1)连接的分布式监测主机(3)，分布式监测主机(3)与传感光缆(5)连接，传感光缆(5)从待测井盖(7)下方经过，所述分布式监测主机(3)用于监测下雨时传感光缆(5)中的后向瑞利散射信号以及瑞利背向散射光，所述分布式解析主机(1)用于根据所述后向瑞利散射信号以及瑞利背向散射光分析雨水进入管道前后传感光缆(5)的振动信号特征变化与温度变化趋势来判断该处井盖是否受到雨水的入侵。

2.如权利要求1所述的基于分布式光纤传感技术的雨水入侵光缆监测系统，其特征在于：分布式解析主机(1)通过数据线(2)与分布式监测主机(3)连接。

3.一种基于分布式光纤传感技术的雨水入侵光缆监测方法，其特征在于：采用权利要求1-2中任一项所述系统进行，所述方法包括如下步骤：

步骤一、将分布式光纤传感系统(4)安装在机房或变电站里，与待监测传感光缆(5)的一芯冗余光纤相连接；

步骤二、用振动模拟器，沿待测传感光缆(5)路由寻找所有的井盖(7)进行振动实验，并通过分布式监测系统(4)记录下振动点的皮长，在系统部署后，标记这些位于井盖(7)处的光缆段(6)作为监测段；

步骤三、获取待测传感光缆(5)的温度系数C_T；

步骤四、分布式监测主机(3)向传感光缆(5)的光纤注入调制后的脉冲信号，当有雨水透过标定井盖进入光缆沟道导致传输光缆的振动时，会引起瑞利背向散射光的变化，传感光缆(5)产生后向瑞利散射光并经采集后输入给分布式监测主机(3)，分布式监测主机(3)通过对比后向瑞利散射光信号与无扰动情况下时的区别判断该点光纤受到扰动，根据之前标定工作已经确定的各个井盖点所对应的光缆皮长确切位置，初步判断哪些井盖可能已经遭受到雨水入侵；

步骤五、分布式监测主机(3)监测传感光缆(5)中的布里渊散射信号并发送给分布式解析主机(1)，分布式解析主机(1)根据布里渊散射频率发生变化判断监测段(6)处传感光缆(5)的温度发生下降趋势，根据之前求得的温度系数C_T计算当前温度T_current；

步骤六、分布式解析主机(1)结合采集到的瑞利散射信号和布里渊频移信号进行解析，如果某一监测段振动强烈，且随后温度成下降趋势，则判断该监测段受到雨水入侵并淹埋。

4.如权利要求3所述的基于分布式光纤传感技术的雨水入侵光缆监测方法，其特征在于：步骤三具体为：

以某一环境下的环境温度为初始温度T₀，通过分布式解析主机1获得该环境温度下的初始频移值f₀，然后对监测段6的光缆进行加热，当加热段光缆的温度稳定后，保持温度稳定状态一段时间，记录该时间段的温度作为最终温度T_end，取该段时间内采集的数据，获得温度稳定状态下的频移值f_end，根据初始温度和初始频移值以及最终温度和最终频移值计算温度系数C_T，其计算公式如下：

5.如权利要求4所述的基于分布式光纤传感技术的雨水入侵光缆监测系统，其特征在于：步骤五中计算当前温度T_current的公式如下所示：

T_current＝T₀+C_T(f_current-f₀) (2)

其中，T₀为初始温度，C_T为温度系数，f₀为下雨前布里渊散射信号的初始频移值，f_current为下雨后布里渊散射信号的当前频移值。