[发明专利]一种自适应偏振衰落抑制的特高压直流控制保护系统OTDR装置

说明书

本发明公开一种自适应偏振衰落抑制的特高压直流控制保护系统OTDR装置，包括脉冲激光器，偏振控制器，偏振分束器，第一、二耦合器，延时光纤，第一、二传感光纤，第一～三光电探测器，信号处理单元，以及FPGA单元；该装置利用偏振分束器将接收到的光脉冲信号分解为偏振态相互垂直的两路光脉冲信号，第一、二光电探测器将接收到的两路光脉冲信号送入信号处理模块，信号处理模块感知到光脉冲偏振态变化，并通过FPGA做闭环控制，从而自适应地抑制光脉冲偏振态的改变。本发明成本低，且有效的避免了传统的单一控制方法，实现了闭环自适应控制。

技术领域

本发明属于光纤传感及传感网络技术领域。

背景技术

特高压直流控制保护系统光纤种类繁多，包括直流测量系统能量光纤、数据光纤，VBE触发光纤、回检光纤、RPU光纤，VHA阀避雷器回检光纤、漏水检测触发光纤、漏水检测触发光纤，直流控制总线光纤，线路保护通道光纤等等。但监测手段缺乏，采用OTDR(光时域反射仪)技术会很高的解决此类问题。但OTDR技术在工程现场应用的过程中又面临着一系列问题，比如系统的定位漂移较大，长距离传感能力不足等问题，导致上述若干问题出现的本质在于系统的偏振相关性。

OTDR系统性能与光波偏振态紧密相关，在双折射随机演变造成的偏振衰落噪声、外界振动对双折射调制造成的偏振相关噪声的综合影响下，传感系统性能将会极大恶化。虽然前人在系统光路和软件算法等方面提出了很多措施来抑制偏振相关性带来的影响，但是对系统光路的改进主要用于提升系统信噪比，并未对偏振相关性带来的如定位结果漂移等其它问题有效改善。因此，目前亟需找到简单、可靠、易实施的性能提升方案，以抑制偏振相关性给OTDR系统性能带来的影响。

发明内容

发明目的：为解决现有技术存在定位结果漂移等问题，本发明提供了一种自适应偏振衰落抑制的特高压直流控制保护系统OTDR装置。

发明技术方案：本发明提供一种自适应偏振衰落抑制的特高压直流控制保护系统OTDR装置，包括特高压直流控制保护系统用特种脉冲激光器、偏振控制器、偏振分束器、第一、二耦合器、延时光纤、第一、二传感光纤、第一～三光电探测器、信号处理模块和FPGA单元；所述第一耦合器包括一个输入端和第一～三输出端，所述第二耦合器包括第一、二输入端和第一、二输出端，所述信号处理模块包括第一、二输入端和一个输出端，所述FPGA单元包括第一、二输入端和一个输出端，所述偏振分束器包括一个输入端和第一、二输出端；所述脉冲激光器的波长为660nm、808nm和940nm；

所述第一耦合器的输入端与脉冲激光器连接；所述第一耦合器的第一输出端通过第三光电探测器与FPGA单元的第一输入端连接；第一耦合器的第二输出端依次通过第一传感光纤、偏振控制器与第二耦合器的第一输入端连接；所述第一耦合器的第三输出端与第二耦合器的第二输入端连接；所述第二耦合器的第一输出端连接第二传感光纤，第二输出端连接偏振分束器的输入端；所述偏振分束器的第一输出端通过第一光电探测器与信号处理模块的第一输入端连接，第二输出端通过第二光电探测器与信号处理模块的第二输入端连接，所述信号处理模块的输出端与FPGA单元的第二输入端连接，所述FPGA单元的输出端通过延时光纤与偏振控制器连接。

进一步的，所述的第一、二传感光纤的折射率相同。

进一步的，所述的第一、二耦合器为3dB耦合器。

进一步的，所述的脉冲激光器为SLD激光器。

进一步的，采用高性能FPGA单元做为闭环控制中心。

有益效果：

(1)与传统的偏振衰落抑制方法相比，本发明通过PBS与信号处理的巧妙组合，有效避免了传统的单一控制的方法，实现了闭环自适应控制；

(2)本发明通过一个简单PBS反馈支路监测系统偏振态信息变化，有效降低了系统的硬件成本。

附图说明