[发明专利]一种分布式光纤传感覆冰监测系统及其方法

权利要求书

1.一种分布式光纤传感覆冰监测系统，其特征在于包括:光信号探测单元(21)、光电转换单元(22)和扫频单元(23)，所述光信号探测单元(21)经光电转换单元(22)与所述扫频单元(23)连接；其中，所述光信号探测单元(21)包括依次连接的窄线宽激光器(211)、第二耦合器(212)、脉冲光调制器(213)、脉冲光放大器(214)、第二环形器(215)、掺铒光纤放大器(216)、第三耦合器(217)、扰偏器(218)，所述分布式光纤传感覆冰监测系统对OPGW光缆覆冰厚度进行监测。

2.根据权利要求1所述的分布式光纤传感覆冰监测系统，其特征在于，所述窄线宽激光器(211)输出的光信号经所述第二耦合器(212)输出后，分为90％的第三光路和10％的第四光路，所述90％的第三光路经所述脉冲光调制器(213)、脉冲光放大器(214)、第二环形器(215)进入待测光缆，从所述待测光缆返回的后向散射光信号经所述第二环形器(215)进入所述掺铒光纤放大器(216)和第三耦合器(217)，所述10％的第四光路经所述扰偏器(218)与所述第三耦合器(217)连接。

3.根据权利要求2所述的光缆状态监测系统，其特征在于，所述扫频单元(23)包括：混频器(231)、高频振荡器(232)以及宽带低通滤波器(233)，所述高频振荡器(232)以及宽带低通滤波器(233)均与所述混频器(231)连接。

4.根据权利要求3所述的光缆状态监测系统，其特征在于，所述第三耦合器(217)为50:50耦合器。

5.根据权利要求4所述的光缆状态监测系统，其特征在于，所述OPGW光缆中自发布里渊散射的频移和OPGW光缆所受到的应变满足如下关系，

v_B(ε)＝v_B(ε₀)[1+c_vε(ε-ε₀)]

其中，v_B(ε)、v_B(ε₀)分别表示OPGW光缆所受应变分别为ε、ε₀时相对于入射光的频移量；c_vε表示OPGW光缆的布里渊频移应变系数。

6.一种基于机器学习的分布式光纤传感覆冰监测方法，其特征在于包括:

获取选取OPGW光缆的初始数据，所述初始数据包括线路初始信息以及杆塔坐标信息；

在预设时间段内通过权利要求1-5任一所述分布式光纤传感覆冰监测系统获取所述选取OPGW光缆不同位置的频移参数、散射强度以及覆冰厚度；

通过所述频移参数、散射强度与覆冰厚度作为训练集，构建机器学习模型；

根据所述机器学习模型预测所述选取OPGW光缆之外的OPGW光缆的覆冰状态。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括:

训练所述机器学习模型，所述训练所述机器学习模型包括：基于更新的不同位置光缆的频移参数、散射强度及覆冰厚度数据更新所述训练集，对所述机器学习模型进行更新训练。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

获取漏报数据，通过所述漏报数据更新所述训练集，对所述机器学习模型进行更新训练。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述预测的选取OPGW光缆之外的OPGW光缆的覆冰状态，设置报警阈值，当超过所述阈值时，进行报警。