[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

说明书

本发明提供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，该系统包括分布式监测系统、传感光缆，分布式监测系统包括分布式解析主机与及与分布式解析主机连接的分布式监测主机，分布式监测主机与传感光缆连接，传感光缆从待测井盖下方经过，分布式监测主机用于监测下雨时传感光缆中的后向瑞利散射信号以及瑞利背向散射光，分布式解析主机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。本发明利用瑞利散射以及布里渊散射同时监测整个雨水侵入过程中光缆受到的振动和温度变化，综合分析来判断光缆管道是否遭到雨水入侵。

技术领域

本发明涉及光缆监测技术领域，具体是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。

背景技术

分布式光纤传感技术是一种利用光纤作为传感元件与信号传输介质的传感技术，可实现光纤沿线各个分布式测点的状态变化监测，大量应用于山体滑坡、地质沉降、输电线路、石油管道等需要长距离、大范围分布式监控的领域。

光纤传感技术其中利用较多技术有PHIOTDR(瑞利散射)，BOTDR(布里渊散射)等。瑞利散射是入射光与介质中的微观粒子发生弹性碰撞所引起的，散射光的频率与入射光的频率相同。当光缆受到振动时，引起光缆中的光纤同步振动，进而导致光纤发生微形变，引起其局部折射率的变化，于是在光纤中传输的背向散射光信号的相位也被同步调制，因而通过分析背向传输光信号的特征便可得到光缆附近的振动情况。布里渊散射是由介质声学声子引起的非弹性散射，受介质的声学、弹性力学等特性影响，因此监测布里渊频移就可以监测传感光纤上的温度。

随着现代化城市建设的加速，各大城市都形成了错综复杂的地下光缆分布网。光缆分布交叉的越繁杂，对于巡线人员的检修维护困难也就更大。遇到恶劣天气如暴雨等，如果大量雨水入侵光缆沟道形成淹埋在平时的运维中不易被发现，人工巡视后续对于光缆的检修运维工作将会难上加难。其次，光缆接续盒由于搭挂在电缆管道中，受气候环境影响较大。常年的雨淋或雨水浸泡，密闭封条容易老化，一旦进水积水，不仅会造成壳体内金属固件的锈蚀使光缆脱出；或光纤涂覆层受酸性污水浸蚀易发断纤；更为严重的是在冬季，壳内积水结冰，导致光纤发生应力改变，使损耗增大，传输质量显著下降。

目前针对这些问题，还没有一套完整的检测系统能够全面监测整条光缆的所有人手井盖是否受到雨水的侵入使光缆受到淹埋，能够实时在线监测恶劣天气下光缆沟道是否受到雨水入侵或浸泡并告知相关巡视人员是当前各大运营商或供电公司需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供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，实用性高，安装方便，不受恶劣气候条件影响，一般安装在变电站或机房，与一芯光纤连接就可实现对一整条光缆线路的事实有效监测。

一种基于分布式光纤传感技术的雨水入侵光缆监测系统，包括分布式监测系统、传感光缆，所述分布式监测系统包括分布式解析主机与及与分布式解析主机连接的分布式监测主机，分布式监测主机与传感光缆连接，传感光缆从待测井盖下方经过，所述分布式监测主机用于监测下雨时传感光缆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。

进一步的，分布式解析主机通过数据线与分布式监测主机连接。

一种基于分布式光纤传感技术的雨水入侵光缆监测方法，采用上述系统进行，所述方法包括如下步骤：

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

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