[发明专利]BOTDA系统及BOTDA系统自动断纤定位方法

权利要求书

1.一种能够自动断纤定位的BOTDA系统，其特征在于，包括：

脉冲光模块；用于与监测光纤的末端连接的连续光模块；第一环形器；第二环形器；FBG模块；以及光信号探测采集模块，

其中，所述脉冲光模块与所述第一环形器的第一端口连接，所述第一环形器的第二端口用于与所述监测光纤的首端连接；所述第一环形器的第三端口与第二环形器的第一端口连接，所述第二环形器的第二端口与所述FBG模块连接，所述第二环形器的第三端口与所述光信号探测采集模块连接；

其中，通过第一环形器的第三端口获得后向布里渊散射信号，FBG模块包含有TEC控温结构及电路，通过调节FBG模块的温度改变FBG模块滤波范围的中心波长，当所述后向布里渊散射信号为斯托克斯信号时，将所述FBG模块的温度降低预定温度；当所述后向布里渊散射信号为反斯托克斯信号时，将所述FBG模块的温度升高预定温度。

2.根据权利要求1所述的一种能够自动断纤定位的BOTDA系统，其特征在于，所述FBG模块的参数为：FBG模块中心波长为1550.06nm，3dB带宽为0.1nm，峰值反射率在96%以上。

3.一种基于权利要求1-2中任意一项所述的能够自动断纤定位的BOTDA系统的BOTDA系统自动断纤定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，当判定发生断纤事件时，将所述FBG模块的温度升高或降低预定温度；

步骤2，按照BOTDA系统的初始功率列表设置BOTDA系统的功率；

步骤3，采集BOTDA系统的当前功率对应的瑞利散射信号的时域功率值数据

所述FBG模块将后向布里渊散射信号过滤得到瑞利散射信号，所述光信号探测采集模块采集监测范围内的q个采集位置点在一个采样周期中的k个脉冲周期上对应的瑞利散射信号的时域功率值，将q*k个该时域功率值记为定位调查对象矩阵S’；

步骤4，求取BOTDA系统的当前功率对应的断纤判读阈值B_TH

在所述定位调查对象矩阵S’中，求取每个采集位置点对应的k个时域功率值的平均值得到q个功率值平均值，记作平均值数组L，在所述数组L中，求取以监测光纤末端为起始点的监测光纤外的第一预定长度范围内的所有的采集位置点的功率值平均值的平均值作为断纤判断参数，将所述断纤判断参数乘以第一预定比例，得到所述断纤判读阈值B_TH；

步骤5，定位初步的断纤位置P

在所述定位调查对象矩阵S’中，从监测光纤上邻近所述第一预定长度范围的第一个采集位置点作为查找起始点依次向监测光纤首端查找，当查找到连续预定数量的采集位置点的时域功率值均大于所述断纤判读阈值B_TH值的位置时，将该预定数量的采集位置点中靠近监测光纤首端的采集位置点作为初步的断纤位置P。

4.根据权利要求3所述的一种BOTDA系统自动断纤定位方法，其特征在于，在进行所述步骤1前，所述BOTDA系统自动断纤定位方法还包括如下步骤：步骤0，判断是否发生断纤事件的步骤，

所述步骤0包括如下子步骤：

步骤0-1，采集后向布里渊散射信号的时域功率值数据

所述FBG模块将瑞利散射信号过滤得到后向布里渊散射信号，所述光信号探测采集模块采集所述监测光纤上的m个采集位置点在一个采样周期中的n个脉冲周期上对应的后向布里渊散射信号的时域功率值，将n*m个该时域功率值记为判断调查对象矩阵S；

步骤0-2，判断是否发生断纤事件

在所述判断调查对象矩阵S中，获取所述n个脉冲周期分别对应的、以光纤首端为起始点的第二预定长度范围内的i个采集位置点的时域功率值，在n*i个该时域功率值中找出最大值记为最大时域功率值V_max；

判断所述最大时域功率值V_max是否大于预设的断纤判断阈值TH，当判断为大于时，判定为无断纤事件并重新进入步骤一，否则，判定为存在断纤事件。

5.根据权利要求4所述的一种BOTDA系统自动断纤定位方法，其特征在于，所述断纤判断阈值TH的计算方法如下：将BOTDA系统的时域功率值识别上限值乘以第二预定比例得到所述断纤判断阈值TH。