[发明专利]一种基于相位敏感光时域反射技术的光纤断点监测装置

说明书

本发明公开了一种基于相位敏感光时域反射技术的光纤断点监测装置，连接传感光纤，包括：激光器，由驱动电路驱动，发射初始激光；脉冲调制器，调制初始激光；EDFA，连接脉冲调制器，放大经过调制的初始激光；WDM，连接EDFA并将调制后的初始激光耦合至传感光纤；采集单元，连接WDM及传感光纤，采集光电信息并通过相位敏感光时域反射技术分析。当传感光纤受到振动时，利用注入光纤中的强相干光所返回来的背向瑞利散射光，经波分复用模块和采集电源采集带有振动信息的背向瑞利散射光信号，经信号处理解调出实时的振动信息，通过振动源的实际地理位置信息来判断光纤断点的实际地理位置，从而对光纤断点进行定位。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，特别涉及一种基于相位敏感光时域反射技术的光纤断点监测装置。

背景技术

电缆是电力、钢铁、石化、交通运输等各工业生产和民用行业重要的能源传输设备，其安全运行是各行业非常重视的问题，如何预防电缆被破坏更是重中之重。光纤振动传感器是测振动技术中的新技术，也是工业中应用最多的传感器之一。分布式光纤振动传感器的出现，使获得单位信息量的成本大大降低，这对以电信号为基础的振动传感器无疑是一场革命。分布式光纤振动传感技术，就是利用光纤测量沿光纤走向几十公里连续空间的振动分布情况，为强电磁场、高压大电流、易燃易爆、复杂几何空间等恶劣环境的振动测量与控制，提供了可行的新手段。因此，分布式光纤温度传感器以其自身的特点受到了广泛的重视，研究分布式光纤振动传感系统具有重要的理论意义与应用价值。

分布式光纤振动传感技术(Distributed Vibration Sensing，以下简称DVS)是目前国际上先进的测振动技术。DVS分布式光纤振动传感完全不同于传统的以电信号为基础的振动传感系统，无论是从测量技术的难度、测量振动的内容及指标，还是从测量的场合和范围都提高到了一个新的阶段。分布式光纤振动传感器系统，能在整个连续的光纤上，以距离的连续函数形式，测量和显示出光纤上各点的振动值。这种技术只需一根光纤就可以测量10km至30km距离的振动信号。国内外工程应用经验表明，对于电力系统的振动监测，光缆故障断点定位，分布式光纤振动传感系统是一种十分有效的监测设备。

如公开号 CN206496768U的实用新型公开了一种基于线性调频脉冲的相位敏感光时域反射计，包括激光器、单边带调制器SSBM、声光调制器AOM、掺铒光纤放大器EDFAI、掺铒光纤放大器EDFAII、任意波形发生器AWG、光纤环形器、光纤布拉格光栅滤波器FBG、光电探测器、数据采集模块和待测光纤。

为了解决现行光纤断点定位的问题，迫切需要有一套可靠的、高性能的自动化系统来对电力设备的振动进行有效的实时监测及报警。通过振动源的实际地理位置，来准确定位光纤断点的实际地理位置。以便及时采取预防措施，避免通讯故障，停电事故发生。

发明内容

针对现有技术在光纤断点定位方面效果不佳的问题，本发明提供了一种基于相位敏感光时域反射技术的光纤断点监测装置，利用相位敏感光时域反射技术以及瑞利散射现象，通过振动源的实际地理位置信息来判断光纤断点的实际地理位置，从而对光纤断点进行定位。

以下是本发明的技术方案。

一种基于相位敏感光时域反射技术的光纤断点监测装置，连接传感光纤，包括：激光器，由驱动电路驱动，发射初始激光；脉冲调制器，调制初始激光；EDFA，连接脉冲调制器，放大经过调制的初始激光；WDM，连接EDFA并将调制后的初始激光耦合至传感光纤；采集单元，连接WDM及传感光纤，采集光电信息并通过相位敏感光时域反射技术分析。其中EDFA为光放大器，WDM为波分复用模块。本发明利用激光在传感光纤中传输时发生瑞利散射，当传感光纤受到振动时，利用注入光纤中的强相干光所返回来的背向瑞利散射光，经波分复用模块和采集电源采集带有振动信息的背向瑞利散射光信号，经信号处理解调出实时的振动信息，通过振动源的实际地理位置信息来判断光纤断点的实际地理位置，从而对光纤断点进行定位。