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基于光纖拉曼散射效應(yīng)的光纜識(shí)別定位方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種基于光纖拉曼散射效應(yīng)的光纜識(shí)別定位方法及設(shè)備。本發(fā)明利用光纖拉曼散射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光纜識(shí)別和定位。識(shí)別定位設(shè)備包括：光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110，其與待識(shí)別光纜150中某光纜140近端的某根光纖120相連接；帶狀或環(huán)狀加熱裝置130，其對(duì)待識(shí)別光纜150中某光纜140遠(yuǎn)端的某處或多處位置包裹加熱。由于溫度場(chǎng)對(duì)光纖中的背向拉曼散射光強(qiáng)（斯托克斯光與反斯托克斯光）進(jìn)行調(diào)制，利用光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110對(duì)背向拉曼散射光強(qiáng)進(jìn)行檢測(cè)并處理，解調(diào)待識(shí)別某光纜140鏈路加熱位置及強(qiáng)度分布，若能檢測(cè)到加熱的溫度場(chǎng)，則實(shí)現(xiàn)對(duì)待識(shí)別某光纜140識(shí)別和加熱位置定位。本發(fā)明具有信噪比高、測(cè)量范圍大、無(wú)損等優(yōu)點(diǎn)，適于多種場(chǎng)合的光纜識(shí)別及定位。
【專利說(shuō)明】基于光纖拉曼散射效應(yīng)的光纜識(shí)別定位方法及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光纖傳感領(lǐng)域，特別涉及一種新型光纜識(shí)別定位方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，光纜已成為世界范圍內(nèi)通信網(wǎng)的主要傳輸工具，成為信息高速路的基石。隨著城市建設(shè)及地鐵隧道等工程的日益增長(zhǎng)，光纜網(wǎng)被挖斷裂時(shí)常發(fā)生。大容量傳輸光纜一旦發(fā)生故障，會(huì)給通信部門及人民群眾造成巨大損失和不便。然而在進(jìn)行通信故障線路檢修時(shí)，由于光纜的標(biāo)示牌脫落，同一路由上同時(shí)出現(xiàn)多條未標(biāo)示光纜，搶修人員無(wú)法識(shí)別定位光纜，延誤光纜線路的及時(shí)搶修。
[0003]現(xiàn)有光纜普查儀的原理大都是基于光的干涉原理，其包括近端的識(shí)別儀及遠(yuǎn)端的敲擊或諧波發(fā)生裝置。通過(guò)在目標(biāo)光纜遠(yuǎn)端鏈路上產(chǎn)生敲擊或諧振波時(shí)，光纜普查儀通過(guò)對(duì)敲擊信號(hào)進(jìn)行分析，并通過(guò)波形變化、聲音等進(jìn)行識(shí)別。在目標(biāo)光纜遠(yuǎn)端逐一輕輕敲擊光纜，普查儀內(nèi)置系統(tǒng)可將敲擊信息轉(zhuǎn)換為音頻和視頻信號(hào)，在光纜近端的普查儀確定目標(biāo)?，F(xiàn)有光纜普查儀在使用時(shí)，存在很多問(wèn)題，由于光纜堆放較為接近，當(dāng)敲擊其中一根光纜時(shí)，其他光纜也會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_，容易造成信號(hào)誤判；現(xiàn)有光纜普查儀由于利用光的干涉原理，在沒(méi)有形成回路的情況下，并不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端目標(biāo)光纜的定位；當(dāng)一根目標(biāo)光纜在多處位置同時(shí)出現(xiàn)敲擊時(shí)，現(xiàn)有光纜普查儀是無(wú)法一一識(shí)別的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有光纜普查儀因串?dāng)_而容易造成信號(hào)誤判以及對(duì)多處位置同時(shí)出現(xiàn)敲擊時(shí)無(wú)法一一識(shí)別的問(wèn)題，提供了一種基于光纖拉曼散射效應(yīng)的新型光纜識(shí)別定位方法及設(shè)備。
[0005]發(fā)明原理
基于光纖拉曼散射效應(yīng)的新型光纜識(shí)別定位儀可以對(duì)未標(biāo)示或斷裂的待識(shí)別光纜進(jìn)行識(shí)別并定位，其利用光纖拉曼散射原理，解決光纜識(shí)別和定位的問(wèn)題。其原理是當(dāng)激光在光纖中傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生拉曼散射，拉曼散射光又分為斯托克斯光和反斯托克斯光。對(duì)光纜某位置加熱后，溫度場(chǎng)會(huì)對(duì)光纖中背向傳輸?shù)睦⑸涔鈴?qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，其中反斯托克斯光強(qiáng)的變化幅度相對(duì)斯托克斯光強(qiáng)的幅度變化大很多。利用反斯托克斯光強(qiáng)與斯托克斯光強(qiáng)的關(guān)系可以解調(diào)加熱的溫度場(chǎng)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖線路上溫度場(chǎng)的的分布式測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)待識(shí)別目標(biāo)光纜的識(shí)別；再利用背向拉曼散射光到達(dá)光電探測(cè)器的時(shí)間不同解調(diào)位置信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)光纜加熱位置的定位。
[0006]技術(shù)方案
首先，本發(fā)明提供了一種基于光纖拉曼散射效應(yīng)的光纜識(shí)別定位方法，該方法包括:將待識(shí)別光纜150中某光纜140近端的某根光纖120連接到光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110，將待識(shí)別某光纜140遠(yuǎn)端的一處或者多處位置采用帶狀或環(huán)狀加熱裝置130纏繞包裹；利用所述的加熱裝置130設(shè)定加熱溫度，調(diào)制光纜光纖中的背向拉曼散射光強(qiáng)；利用所述的光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110檢測(cè)所述的背向拉曼散射光強(qiáng)并進(jìn)行處理，解調(diào)待識(shí)別光纜鏈路上溫度場(chǎng)強(qiáng)度分布及位置信息，根據(jù)解調(diào)出來(lái)的溫度場(chǎng)分布信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)待識(shí)別某光纜140的識(shí)別和加熱位置的定位。
[0007]其中所述的光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110利用檢測(cè)攜帶溫度信息的背向拉曼散射光強(qiáng)實(shí)現(xiàn)對(duì)待識(shí)別某光纜140光纜線路溫度場(chǎng)分布解調(diào)和定位。
[0008]所述的帶狀或環(huán)狀加熱裝置130對(duì)待識(shí)別光纜150中某光纜140纏繞包裹的長(zhǎng)度是0.5-10m ;可設(shè)定20-200°C范圍加熱；并對(duì)外表面絕熱。
[0009]該方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)待識(shí)別光纜150中某光纜140線路上50km范圍內(nèi)的任意位置溫度場(chǎng)的識(shí)別和定位；利用拉曼散射效應(yīng)對(duì)待識(shí)別某光纜140識(shí)別的同時(shí)也可對(duì)加熱位置進(jìn)行定位；可對(duì)待識(shí)別某光纜140的多處加熱位置同時(shí)識(shí)別和定位。
[0010]
其次，本發(fā)明提供了一種基于拉曼散射效應(yīng)的光纜識(shí)別定位設(shè)備，包括與待識(shí)別光纜150的某光纜140近端的其中某根光纖120連接的光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110，待識(shí)別某光纜140遠(yuǎn)端的一處或者多處位置纏繞的帶狀或環(huán)狀加熱裝置130。加熱裝置130對(duì)待識(shí)別某光纜進(jìn)行加熱，溫度場(chǎng)對(duì)光纖中的背向拉曼散射光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制，光纜識(shí)別定位儀110主機(jī)檢測(cè)拉曼散射光強(qiáng)解調(diào)待識(shí)別光纜鏈路溫度場(chǎng)強(qiáng)度分布。
[0011]其中所述的光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110結(jié)構(gòu)包括:光源，波分復(fù)用器WDM，光電探測(cè)器及信號(hào)處理單元。所述的波分復(fù)用器WDM的1550nm端口與光源用光纖相連接，com端口與待識(shí)別某光纜140中某光纖120相連接；1450nm和1663nm端口分別與光電探測(cè)器用光纖相連接，光電探測(cè)器將轉(zhuǎn)換的電信號(hào)傳輸給信號(hào)處理單元進(jìn)行解調(diào)。
[0012]所述的帶狀或環(huán)狀加熱裝置130對(duì)待識(shí)別某光纜140纏繞包裹的長(zhǎng)度是0.5-10m ；加熱溫度范圍為20-200°C可控；帶狀或環(huán)狀加熱裝置130對(duì)外絕熱，不會(huì)對(duì)其他待識(shí)別光纜產(chǎn)生干擾。
[0013]
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
利用帶狀或環(huán)狀加熱器纏繞光纜加熱，并且對(duì)外絕熱，不會(huì)對(duì)其他光纜的溫度進(jìn)行干擾；基于光纖拉曼散射的原理，可對(duì)目標(biāo)光纜的一處或多處位置同時(shí)加熱，光纜識(shí)別定位儀主機(jī)可以對(duì)目標(biāo)光纜線路上所有的溫度分布情況進(jìn)行解調(diào)和識(shí)別；可以對(duì)目標(biāo)光纜的加熱位置進(jìn)行定位；提高系統(tǒng)的信噪比，在復(fù)雜情況下可綜合識(shí)別和定位信息減少對(duì)目標(biāo)光纜的誤判。
[0014]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的光纜識(shí)別定位設(shè)備示意圖。
[0016]圖2是光纜識(shí)別定位儀主機(jī)檢測(cè)到待識(shí)別光纜500-700m及IOkm末端兩處位置加熱40°C的波形圖。
[0017]圖3是本發(fā)明的光纜識(shí)別定位方法過(guò)程示意圖。
[0018]【具體實(shí)施方式】
[0019]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，配合參照附圖1、圖2和圖3，茲列舉實(shí)例并詳細(xì)說(shuō)明如下:
實(shí)施例1:一種基于光纖拉曼散射原理的新型光纜識(shí)別定位設(shè)備如圖1所示，該設(shè)備包括:與待識(shí)別光纜150中的某光纜140近端中的某根光纖120相連接的光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110。待識(shí)別光纜150種某光纜140遠(yuǎn)端任選兩處位置包帶狀或環(huán)狀加熱裝置130。
[0020]其中光纜識(shí)別定位儀主機(jī)包括:光源、波分復(fù)用器WDM、光電探測(cè)器及信號(hào)處理單元。WDM的1550nm端口與光源用光纖相連接；com端口與光纖120相連接；1450nm和1663nm端口與分別與光電探測(cè)器用光纖相連接,光電探測(cè)器將轉(zhuǎn)換的電信號(hào)傳輸給信號(hào)處理單元進(jìn)行解調(diào)。
[0021]其中帶狀加熱裝置130對(duì)待識(shí)別某光纜140遠(yuǎn)端任選的兩處位置進(jìn)行加熱溫度范圍為2(T200°C可控。
[0022]在對(duì)待識(shí)別光纜140加熱后，溫度場(chǎng)會(huì)對(duì)光纖120中的背向拉曼散射光強(qiáng)(斯托克斯光與反斯托克斯光)進(jìn)行調(diào)制，利用光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110對(duì)背向拉曼散射光強(qiáng)進(jìn)行檢測(cè)并處理，得到待識(shí)別某光纜140線路加熱溫度場(chǎng)強(qiáng)度分布及加熱位置信息，若能在待識(shí)別光纜上檢測(cè)到溫度場(chǎng)的調(diào)制并定位其加熱位置，則實(shí)現(xiàn)對(duì)待識(shí)別目標(biāo)光纜的識(shí)別，并定位出溫度場(chǎng)調(diào)制的位置信息。
[0023]如圖2所示為本實(shí)施例中光纜定位識(shí)別儀主機(jī)110檢測(cè)到待識(shí)別某光纜140遠(yuǎn)端兩處溫度場(chǎng)信息的波形示意圖。根據(jù)波形圖可知在待識(shí)別目標(biāo)光纜的遠(yuǎn)端500-700m，10000m附近有溫度場(chǎng)，溫度大約為40°C，由此可以識(shí)別在這兩處加熱的待識(shí)別光纜即為目標(biāo)光纜，并且定位出了兩處溫度場(chǎng)的位置信息。
[0024]實(shí)施例2、一種基于散射效應(yīng)的新型光纜識(shí)別定位方法
如圖3所示為本發(fā)明方法的過(guò)程示意圖，所涉及的設(shè)備如圖3所示，具體方法包括:將待識(shí)別光纜150中某光纜140近端的某根光纖120連接到光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110(步驟210)；
將帶狀或環(huán)狀加熱裝置130包裹在待識(shí)別某光纜140遠(yuǎn)端的一處或者多處位置(步驟220)，包裹長(zhǎng)度為0.5-10m ；
利用帶狀或環(huán)狀加熱裝置130對(duì)待識(shí)別光纜包裹處加熱，溫度范圍為20-20(TC (步驟230)；
光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110解調(diào)待識(shí)別某光纜140線路上溫度場(chǎng)的強(qiáng)度及分布波形圖(步驟240)；
在光纜識(shí)別定位儀主機(jī)110顯示的目標(biāo)光纜線路溫度場(chǎng)分布上判斷是否有溫度場(chǎng)調(diào)制，并定位溫度場(chǎng)調(diào)制位置(步驟250)；
若沒(méi)有在波形圖上判斷出溫度場(chǎng)強(qiáng)度及溫度場(chǎng)位置信息，則從待識(shí)別光纜150中選擇的另一根光纜從步驟220重新開(kāi)始；
若在波形圖上能夠判斷出如圖2所示的溫度場(chǎng)強(qiáng)度及溫度場(chǎng)位置信息，則完成對(duì)待識(shí)別目標(biāo)光纜140的識(shí)別和定位，(步驟260)；
盡管本發(fā)明依照優(yōu)選實(shí)施方式描述，但是存在符合本發(fā)明范圍內(nèi)的改變、置換和各種替代等同物。這里提供的示例僅是說(shuō)明性的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光纖拉曼散射效應(yīng)的光纜識(shí)別定位方法，其特征是:將待識(shí)別光纜(150)中某光纜(140)近端的某根光纖(120)連接到光纜識(shí)別定位儀主機(jī)(110)，將待識(shí)別某光纜(140)遠(yuǎn)端的一處或者多處位置采用帶狀或環(huán)狀加熱裝置(130)纏繞包裹；利用所述的加熱裝置(130)設(shè)定加熱溫度，調(diào)制光纜光纖中的背向拉曼散射光強(qiáng)；利用所述的光纜識(shí)別定位儀主機(jī)(110)檢測(cè)所述的背向拉曼散射光強(qiáng)并進(jìn)行處理，解調(diào)待識(shí)別光纜鏈路上溫度場(chǎng)強(qiáng)度分布，實(shí)現(xiàn)對(duì)待識(shí)別某光纜(140)的識(shí)別和加熱位置的定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜識(shí)別定位方法，其特征在于光纜識(shí)別定位儀主機(jī)(110)利用檢測(cè)攜帶溫度信息的背向拉曼散射光強(qiáng)實(shí)現(xiàn)對(duì)待識(shí)別某光纜(140)光纜線路溫度場(chǎng)分布解調(diào)和定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜識(shí)別定位方法，其特征在于所述的帶狀或環(huán)狀加熱裝置(130)對(duì)待識(shí)別光纜(150)中某光纜(140)纏繞包裹的長(zhǎng)度是0.5-10m。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纜識(shí)別定位方法，其特征在于所述的帶狀或環(huán)狀加熱裝置(130)并可設(shè)定20-200°C范圍加熱；外表面絕熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纜識(shí)別定位方法，其特征在于:該方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)待識(shí)別光纜(150)線路50km范圍內(nèi)的任意位置溫度場(chǎng)的識(shí)別和定位；利用拉曼散射效應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)待識(shí)別某光纜(140)識(shí)別的同時(shí)也可對(duì)加熱位置進(jìn)行定位；能夠?qū)ΥR(shí)別某光纜(140)的多處加熱位置同時(shí)識(shí)別和定位。
6.一種基于拉曼散射效應(yīng)的光纜識(shí)別定位設(shè)備，其特征包括與待識(shí)別光纜(150)中某光纜(140)近端的其中一根光纖(120)連接的光纜識(shí)別定位儀主機(jī)(110)，待識(shí)別某光纜(140)遠(yuǎn)端的一處或者多處位置纏繞的帶狀或環(huán)狀加熱裝置(130);加熱裝置(130)對(duì)待識(shí)別某光纜進(jìn)行加熱，溫度場(chǎng)對(duì)光纖中的背向拉曼散射光強(qiáng)進(jìn)行調(diào)制，光纜識(shí)別定位儀(110)主機(jī)檢測(cè)拉曼散射光強(qiáng)解調(diào)待識(shí)別光纜鏈路溫度場(chǎng)強(qiáng)度分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纜識(shí)別定位設(shè)備，其特征在于光纜識(shí)別定位儀主機(jī)(110)結(jié)構(gòu)包括:光源，波分復(fù)用器WDM，光電探測(cè)器及信號(hào)處理單元；所述的波分復(fù)用器WDM的1550nm端口與光源用光纖相連接，com端口與待識(shí)別某光纜(140)中的某光纖(120)相連接；1450nm和1663nm端口分別與光電探測(cè)器用光纖相連接，光電探測(cè)器將轉(zhuǎn)換的電信號(hào)傳輸給信號(hào)處理單元進(jìn)行解調(diào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纜識(shí)別定位設(shè)備，其特征在于所述的帶狀或環(huán)狀加熱裝置(130)對(duì)待識(shí)別某光纜(140)纏繞包裹的長(zhǎng)度是0.5-10m。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纜識(shí)別定位設(shè)備，其特征在于所述的帶狀或環(huán)狀加熱裝置(130)加熱溫度范圍為20-200°C可控；帶狀或環(huán)狀加熱裝置(130)對(duì)外絕熱，不會(huì)對(duì)其他待識(shí)別光纜產(chǎn)生干擾。
【文檔編號(hào)】G01M11/00GK103868673SQ201410094222
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】劉波, 劉海鋒, 王虎, 張寧 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)