[发明专利]面向智能电网的分布式光纤传感系统和检测方法

权利要求书

1.一种面向智能电网的分布式光纤传感系统，其特征在于，包括脉冲激光器（1）、波分复用器（2）、传感光纤（3）、第一光电探测器（4）、第二光电探测器（5）和数据采集系统，所述脉冲激光器（1）输出的脉冲激光经波分复用器（2）后入射至传感光纤（3），所述传感光纤（3）中反射的斯托克斯光和反斯托克光经波分复用器（2）后，被第一光电探测器（4）和第二光电探测器（5）探测，所述传感光纤（3）的一部分设置在恒温槽（10）中，所述恒温槽（10）用于对位于其中的传感光纤（3）进行恒温控制；第一光电探测器（4）和第二光电探测器探测的斯托克斯信号和反斯托克斯信号经数据采集系统进行采集和解调，得到传感光纤（3）沿线的分布式温度场信息；其温度解调公式为：

；

其中，T表示解调得到恒温槽外的传感光纤第n个测量区间所在位置处的温度，k为玻尔兹曼常数，△ν为拉曼频移，h为普朗克常量，T_c为测量阶段恒温槽的设定温度，T_c0为定标阶段恒温槽的设定温度，T₀为定标阶段传感光纤的环境温度，I_al0表示定标阶段获得的恒温槽中各个测量区间的后向拉曼反斯托克斯散射光的光强，I_aln表示定标阶段获得的恒温槽外的传感光纤的第n个测量区间后向拉曼反斯托克斯散射光的光强，I_ac0表示测量阶段获得的恒温槽中各个测量区间的后向拉曼反斯托克斯散射光的光强，I_acn表示测量阶段在恒温槽外的传感光纤的第n个测量区间获得的后向拉曼反斯托克斯散射光的光强；I_sl0表示定标阶段获得的恒温槽中各个测量区间的后向拉曼斯托克斯散射光的光强，I_sln表示定标阶段获得的恒温槽外的传感光纤的第n个测量区间后向拉曼斯托克斯散射光的光强，I_sc0表示测量阶段获得的恒温槽中各个测量区间的后向拉曼斯托克斯散射光的光强，I_scn表示测量阶段在恒温槽外的传感光纤的第n个测量区间获得的后向拉曼斯托克斯散射光的光强，n为大于零的正整数。

2.根据权利要求1所述的一种面向智能电网的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述数据采集系统包括数据采集卡（8）和计算单元（9）。

3.根据权利要求2所述的一种面向智能电网的分布式光纤传感系统，其特征在于，还包括第一放大器（6）和第二放大器（7），第一光电探测器（4）和第二光电探测器（5）的输出信号经放大器（5）后被数据采集卡（6）采集。

4.根据权利要求2所述的一种面向智能电网的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述数据采集卡（8）的采样率为10 GS/s，带宽为10 GHz。

5.根据权利要求1所述的一种面向智能电网的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述脉冲激光器（1）的波长为1550 nm，脉宽为10 ns，重复频率为6KHz；第一光电探测器（4）和第二光电探测器（5）的带宽为100 MHz，光谱响应范围为900~1700 nm；所述传感光纤（3）为折射率渐变型多模光纤。