鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及到一種鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括有第一光源模塊、第二光源模塊、合波模塊、光環(huán)形器、分波模塊、光放大模塊、光電轉(zhuǎn)換與放大濾波模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、上位機(jī)控制及顯示模塊、上位機(jī)和待測(cè)光纖，第一光源模塊和第二光源模塊分別連接合波模塊，該合波模塊連接光環(huán)形器，光環(huán)形器連接待測(cè)光纖和分波模塊，分波模塊的一個(gè)輸出端連接光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊，另一個(gè)輸出端經(jīng)過(guò)光放大模塊連接光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊，該光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊、數(shù)據(jù)采集及處理模塊、上位機(jī)控制及顯示模塊和上位機(jī)依次連接。本發(fā)明的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)振動(dòng)事件監(jiān)測(cè)和精確判斷，探測(cè)距離長(zhǎng)，靈敏度高且誤報(bào)率低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖安防【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種對(duì)光纖鏈路衰減及振動(dòng)事件進(jìn)行判斷及定位的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖傳感系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]2000年6月26日，秦京管道大興段內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重打孔盜油案件，損失價(jià)值95萬(wàn)元的原油，而泄漏給國(guó)家造成直接經(jīng)濟(jì)損失300萬(wàn)元、間接經(jīng)濟(jì)損失1280萬(wàn)元；
2003年7月21日，秦京管道京津塘高速公路30號(hào)出口附近被人為鉆破輸油管道，發(fā)生大量原油泄漏，秦京管道停運(yùn)10小時(shí)；
2003年10月20日，鐵秦輸油管道沈陽(yáng)新城子區(qū)新城子鄉(xiāng)四家子村附近遭到盜油分子破壞發(fā)生原油泄漏事故，造成全線停止輸油達(dá)6小時(shí)30分；
2003年12月19日，新建成的蘭成渝輸油管道廣元站下游干線由于打孔盜油發(fā)生泄漏。造成寶成鐵路停運(yùn)長(zhǎng)達(dá)7小時(shí)5分鐘，數(shù)百對(duì)列車(chē)受阻，90號(hào)汽油泄漏300余噸，蘭成渝輸油管道停輸14d’時(shí)12分鐘，清江河500米河面被污染；
2004年4月26日，四川仁壽寶飛鎮(zhèn)一臺(tái)挖掘機(jī)施工時(shí)不慎將渠縣通往南充、成都、仁壽、瀘州的川西南天然氣720毫米主管道挖破，造成天然氣泄漏30萬(wàn)立方米，直接損失50萬(wàn)元；
2006年5月12日，由于盜油者偷油不慎，尼日利亞首都拉各斯郊外阿特拉斯一克里克島發(fā)生一起輸油管道爆炸事故，造成近200人死亡。
[0003]2009年12月30日凌晨，中國(guó)石油蘭鄭長(zhǎng)成品油輸油管道渭南支線華縣赤水段地下管道在投產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生柴油泄漏，百余立方米柴油流入赤水河并進(jìn)入渭河，威脅黃河水質(zhì)。原因已經(jīng)查明，是第三方施工造成的；
2011年，甘肅境內(nèi)發(fā)生了三起盜油案件，其中兩起發(fā)生在馬惠線甜水鎮(zhèn)，一起發(fā)生在10月份新投產(chǎn)的石蘭線景泰境內(nèi)。
[0004]......分析上述重大事故的原因，皆是人為原因引起的，其中大部分是不法分子鉆孔偷油，其次是挖掘機(jī)在管道上方野蠻施工。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，管道泄漏50%以上是由于人為破壞，其中中石化所轄輸油管道由于偷油和施工破壞而引起的泄漏事故，十年間共發(fā)生油氣泄露事故四五千起，造成幾個(gè)億的經(jīng)濟(jì)損失；而中石油也累計(jì)發(fā)生管道破壞事故幾百起。由此可見(jiàn)，對(duì)長(zhǎng)途油氣管道的安全運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)和預(yù)警迫在眉睫，意義重大。
[0005]現(xiàn)有的油氣管道安全監(jiān)測(cè)方法主要有油氣壓力探測(cè)法、油氣流量探測(cè)法、負(fù)壓力波探測(cè)方法、基于相干OTDR的分布式光纖振動(dòng)測(cè)量方法等等，前三種監(jiān)測(cè)方法，只能減少和控制泄漏造成的損失，不能預(yù)防管道人為破壞。另外，現(xiàn)有的短距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿(mǎn)足自來(lái)水輸送管線、電力傳輸電纜、光纖通信骨干網(wǎng)的預(yù)警監(jiān)測(cè)和長(zhǎng)距離邊境線、大范圍開(kāi)放式周界的入侵安全監(jiān)測(cè)的需求。
[0006]基于相干OTDR的分布式光纖振動(dòng)測(cè)量具有不受電磁干擾、抗腐蝕、報(bào)警定位準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，但是還存在監(jiān)測(cè)距離短、模式識(shí)別不準(zhǔn)確、誤報(bào)漏報(bào)率高、靈敏度不夠等缺點(diǎn)，雖然也能夠監(jiān)測(cè)部分事件點(diǎn)，如斷點(diǎn)、損耗、衰減等，但是由于監(jiān)測(cè)振動(dòng)事件的后向散射曲線引進(jìn)了調(diào)制信號(hào)，所以在判斷事件點(diǎn)時(shí)無(wú)法進(jìn)行多次平均處理，否則將產(chǎn)生振動(dòng)事件點(diǎn)的誤報(bào)漏報(bào)現(xiàn)象。并且無(wú)法對(duì)光纖鏈路產(chǎn)生損耗、衰減、斷點(diǎn)或者扭曲等事件點(diǎn)進(jìn)行精確判斷。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種新的
鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除了能夠做到精確監(jiān)測(cè)光纖鏈路的衰減、斷點(diǎn)、扭曲等事件外，還得具有監(jiān)測(cè)距離長(zhǎng)、靈敏度高的特點(diǎn)，而且還要能排除由于長(zhǎng)期外界環(huán)境的變化帶來(lái)的誤報(bào)現(xiàn)象。
[0008]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明專(zhuān)利提供的技術(shù)方案如下:
一種鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括有第一光源模塊、第二光源模塊、合波模塊、光環(huán)形器、分波模塊、光放大模塊、光電轉(zhuǎn)換與放大濾波模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、上位機(jī)控制及顯示模塊、上位機(jī)和待測(cè)光纖，所述的第一光源模塊和第二光源模塊分別連接所述的合波模塊，該合波模塊連接光環(huán)形器的輸入端，該光環(huán)形器的一個(gè)輸出端連接待測(cè)光纖，光環(huán)形器的另一個(gè)輸出端連接至所述分波模塊的輸入端，所述分波模塊的一個(gè)輸出端連接所述的光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊，分波模塊的另一個(gè)輸出端經(jīng)過(guò)所述的光放大模塊后連接所述的光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊，該光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊連接所述的數(shù)據(jù)采集及處理模塊，該數(shù)據(jù)采集及處理模塊連接所述的上位機(jī)控制及顯示模塊，該上位機(jī)控制及顯示模塊連接所述的上位機(jī)；所述的第一光源模塊中采用的是超窄線寬激光器，所述的第二光源模塊中采用的是脈沖激光器。
[0009]在本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的第一光源模塊中超窄線寬激光器波長(zhǎng)為C波段的ITU標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)。
[0010]在本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的第二光源模塊中脈沖激光器或者為經(jīng)過(guò)內(nèi)調(diào)制的脈沖激光器，或者為連續(xù)激光發(fā)生器，且所述的連續(xù)激光器發(fā)生器經(jīng)外調(diào)制模式調(diào)制為脈沖光，所述外調(diào)制模式中的調(diào)制器件或?yàn)殡姽庹{(diào)制器，或?yàn)槁暪庹{(diào)制器。
[0011 ] 在本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述第一光源模塊中的激光器和第二光源模塊中的激光器具有不同的波長(zhǎng)，且兩種波長(zhǎng)均為C波段，兩種波長(zhǎng)的間隔為1nm?20nm。即在第二光源模塊中激光器及激光器的波長(zhǎng)λ 2與第一光源模塊中的激光器的波長(zhǎng)λ I具有不同的波長(zhǎng)，且最佳波長(zhǎng)為λ2在λ1+/-20ηπι范圍內(nèi)。
[0012]在本發(fā)明的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的合波模塊為合波器，其兩個(gè)輸入端口波長(zhǎng)分別為λ 1、λ 2,輸出端口波長(zhǎng)為包含波長(zhǎng)λ I和λ 2的合成波。
[0013]在本發(fā)明的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的分波模塊或者為分波器或者為溫度補(bǔ)償型的光纖光柵，分波器的輸入端口為兩激光器經(jīng)待測(cè)光纖的后向瑞利散射光，輸入端口波長(zhǎng)為λ I和λ 2，兩輸出端口波長(zhǎng)分別為λ 1、λ 2。
在本發(fā)明的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的光放大模塊為摻鉺光纖放大器，用于實(shí)現(xiàn)將波長(zhǎng)為λ I的后向散射信號(hào)進(jìn)行放大。
[0014]在本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述溫度補(bǔ)償型光纖光柵的反射波長(zhǎng)與第一光源模塊發(fā)出的光波長(zhǎng)處于同一 ITU標(biāo)準(zhǔn)，且?guī)挒閹资瓽量級(jí)，反射率大于90%。
[0015]在本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的放大模塊為用于實(shí)現(xiàn)將傳輸振動(dòng)信息中后向散射信號(hào)進(jìn)行放大的摻鉺光纖放大器，其用于實(shí)現(xiàn)將波長(zhǎng)為λ I的后向散射信號(hào)進(jìn)行放大。
[0016]在本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，所述的光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊為可實(shí)現(xiàn)對(duì)兩種不同波長(zhǎng)的瑞利散射信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和放大的雙通道探測(cè)模塊，所述的雙通道探測(cè)模塊中兩路通道的探測(cè)電路設(shè)計(jì)完全不同，其中一路采用PIN光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)第一光源產(chǎn)生的瑞利散射信號(hào)進(jìn)行光電信號(hào)轉(zhuǎn)換以及高速信號(hào)的放大，另一路采用雪崩光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)第二光源產(chǎn)生的瑞利散射信號(hào)進(jìn)行接收和放大。
[0017]在本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，兩種不同波長(zhǎng)的后向散射光指的是:其中一種后向散射光是由于第一光源模塊中的激光器發(fā)出的激光傳輸至待測(cè)光纖，其后向散射信號(hào)是經(jīng)過(guò)外部調(diào)制的脈沖光相干干涉的結(jié)果。另一種后向散射光是由于第二光源模塊中的激光器所發(fā)出的激光在待測(cè)光纖上傳輸所得的后向散射信號(hào)。
[0018]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在用于判斷振動(dòng)事件及定位時(shí)取得了如下技術(shù)效果:
1.本發(fā)明的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用雙光源結(jié)構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)振動(dòng)事件監(jiān)測(cè)的同時(shí)，又能夠?qū)饫w鏈路中由于長(zhǎng)期外界環(huán)境應(yīng)力或者壓力造成的光纖鏈路產(chǎn)生損耗、衰減、斷點(diǎn)或者扭曲等事件點(diǎn)進(jìn)行判斷，提高了系統(tǒng)的性能及可靠性。
[0019]2.由于第一光源模塊采用的激光器為超窄線寬激光器，且其頻率穩(wěn)定性極高，使得該系統(tǒng)具有探測(cè)距離更長(zhǎng)，靈敏度更高，由于波長(zhǎng)的不穩(wěn)定性帶來(lái)的誤報(bào)現(xiàn)象也明顯降低。
[0020]3.本發(fā)明由于引入了光纖鏈路產(chǎn)生損耗、衰減、斷點(diǎn)或者扭曲等事件的判斷，能夠排除由于光纖扭曲或者損耗等事件引入的相位變化帶來(lái)的振動(dòng)事件報(bào)警，故減少了系統(tǒng)誤報(bào)的幾率。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成框圖。
[0022]圖2是本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的分布式光纖振動(dòng)實(shí)施裝置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面我們結(jié)合附圖及實(shí)施例圖來(lái)對(duì)本發(fā)明的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)做進(jìn)一步詳細(xì)闡述，以求更為清楚明了地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成以及工作過(guò)程，但不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要包括有第一光源模塊1、第二光源模塊2、合波模塊3、光環(huán)形器4、分波模塊5、光放大模塊6、光電轉(zhuǎn)換與放大濾波模塊7、數(shù)據(jù)米集與處理模塊8、上位機(jī)控制及顯模塊9、上位機(jī)10和待測(cè)光纖11。其中，第一光源模塊I和第二光源模塊2分別連接所述的合波模塊3，第一光源模塊I中采用的是超窄線寬激光器，其發(fā)出的激光波長(zhǎng)為λ 1，所述的第二光源模塊2中采用的是脈沖激光器，其發(fā)出的激光波長(zhǎng)為λ2。合波模塊3的兩個(gè)輸入端口進(jìn)入的激光波長(zhǎng)分別為λ 1、λ 2,而輸出端口輸出的是包含波長(zhǎng)λ I和λ 2的合成波。這的合波模塊3或者為波分復(fù)用中的合波器，或者為溫度補(bǔ)償型光纖光柵。
[0025]上合波模塊3連接光環(huán)形器4的輸入端，該光環(huán)形器4的一個(gè)輸出端連接待測(cè)光纖11，光環(huán)形器4的另一個(gè)輸出端連接至所述分波模塊5的輸入端。所述的分波模塊5或者為波分復(fù)用中分波器，或者為溫度補(bǔ)償型的光纖光柵，分波器的輸入端口為兩激光器經(jīng)待測(cè)光，11的后向瑞利散射光，輸入端口波長(zhǎng)為λ I和λ 2的合成波,兩輸出端口波長(zhǎng)分別輸出為波長(zhǎng)λ I的光波和波長(zhǎng)為λ 2的光波。
由于有兩種波長(zhǎng)的光波分別輸出，所述分波模塊5的一個(gè)輸出端直接連接所述的光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊7，其將波長(zhǎng)為λ 2的光波直接傳輸至光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊7中，分波模塊5的另一個(gè)輸出端經(jīng)過(guò)所述的光放大模塊6后再連接所述的光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊7。放大模塊6為摻鉺光纖放大器，用于實(shí)現(xiàn)將傳輸振動(dòng)信息中后向散射信號(hào)進(jìn)行放大的，具體是將波長(zhǎng)為λ I的后向散射信號(hào)進(jìn)行放大。
[0026]上述光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊7為可實(shí)現(xiàn)對(duì)兩種不同波長(zhǎng)的瑞利散射信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和放大的雙通道探測(cè)模塊，所述的雙通道探測(cè)模塊中兩路通道的探測(cè)電路設(shè)計(jì)完全不同，其中一路米用PIN光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)第一光源產(chǎn)生的瑞利散射信號(hào)進(jìn)行光電信號(hào)轉(zhuǎn)換以及高速信號(hào)的放大，另一路采用雪崩光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)第二光源產(chǎn)生的瑞利散射信號(hào)進(jìn)行接收和放大。兩種不同波長(zhǎng)的后向散射光指的是:其中一種后向散射光是由于第一光源模塊中的激光器發(fā)出的激光傳輸至待測(cè)光纖，其后向散射信號(hào)是經(jīng)過(guò)外部調(diào)制的脈沖光相干干涉的結(jié)果。另一種后向散射光是由于第二光源模塊中的激光器所發(fā)出的激光在待測(cè)光纖上傳輸所得的后向散射信號(hào)。
[0027]光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊7連接所述的數(shù)據(jù)采集及處理模塊8，該數(shù)據(jù)采集及處理模塊8連接所述的上位機(jī)控制及顯示模塊9，該上位機(jī)控制及顯示模塊9連接所述的上位機(jī)10。其中，光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊7負(fù)責(zé)對(duì)瑞利散射信號(hào)的接收以及將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)放大以及從時(shí)域上對(duì)其進(jìn)行濾波。數(shù)據(jù)采集及處理模塊8負(fù)責(zé)對(duì)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換及放大濾波的信號(hào)進(jìn)行采集，并進(jìn)行相關(guān)的解調(diào)處理。上位機(jī)控制及顯示模塊9負(fù)責(zé)對(duì)經(jīng)過(guò)解調(diào)的信號(hào)進(jìn)行顯示，最終在上位機(jī)10上得以呈現(xiàn)。
[0028]以下是本發(fā)明具體實(shí)施過(guò)程中采用的兩個(gè)實(shí)施例，以更清楚理解其結(jié)構(gòu)組成和工作方式。
[0029]實(shí)施例1
如圖1所示，本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成如下:
第一光源模塊1、第二光源模塊2、合波模塊3、環(huán)形器4、分波模塊5、光放大模塊6、光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊7、數(shù)據(jù)采集及處理模塊8、上位機(jī)控制及顯示模塊9、上位機(jī)10以及待測(cè)光纖11，所述的第一光源模塊I發(fā)出的激光為脈沖光，與第二光源模塊2經(jīng)過(guò)合波模塊3，從而實(shí)現(xiàn)光的合成，所述的合成光經(jīng)過(guò)環(huán)形器4入射至待測(cè)光纖11，所述的分波模塊5用于將后向散射信號(hào)進(jìn)行光進(jìn)行分解，然后經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊7、數(shù)據(jù)采集及處理模塊8、上位機(jī)控制及顯示模塊9后呈現(xiàn)至上位機(jī)10上。
[0030]在上述的結(jié)構(gòu)中，第一光源模塊I或經(jīng)過(guò)內(nèi)調(diào)制或經(jīng)過(guò)外調(diào)制后與第二光源模塊2經(jīng)過(guò)合波模塊3進(jìn)行合成，兩合成光具有不同的波長(zhǎng)λ 1、λ 2，合成光經(jīng)過(guò)環(huán)形器4入射至同一根待測(cè)光纖11，兩種不同波長(zhǎng)的脈沖光經(jīng)過(guò)待測(cè)光纖11后分別產(chǎn)生后向散射信號(hào)，其中第一光源模塊I中的激光器具有強(qiáng)相干性，發(fā)出的脈沖光傳輸至待測(cè)光纖11，后向散射信號(hào)間發(fā)生相干現(xiàn)象，相干后的結(jié)果與第二光源模塊2中的激光器的后向散射信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)形器4，入射至作為分波模塊5的分波器進(jìn)行分解，其中波長(zhǎng)為λ I的后向散射信號(hào)經(jīng)過(guò)光放大模塊6進(jìn)行再次放大后與波長(zhǎng)為λ 2的后向散射光同時(shí)入射至雙路光電探測(cè)及放大模塊7后，依次經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集及處理模塊8后由上位機(jī)控制與顯示模塊9控制顯示至上位機(jī)10上。
[0031]實(shí)施例2
為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)信噪比，本發(fā)明采用另一種更高性能的濾波方式進(jìn)行多重濾波，且在實(shí)現(xiàn)濾波的同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)兩種不同波長(zhǎng)的激光合成。
[0032]如圖2所示，本發(fā)明鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成如下: 第一光源模塊1、第二光源模塊2、環(huán)形器3、光纖光柵12、環(huán)形器4、環(huán)形器5、光纖光柵
13、光放大模塊6、光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊7、數(shù)據(jù)采集及處理模塊8、上位機(jī)控制及顯示模塊9、上位機(jī)10以及待測(cè)光纖11。所述的第一光源模塊I發(fā)出的激光為脈沖光，然后經(jīng)過(guò)環(huán)形器4傳輸至溫度補(bǔ)償型光纖光柵12進(jìn)行濾波，且第二光源模塊2發(fā)出的脈沖光經(jīng)過(guò)光纖光柵與經(jīng)濾波處理的第一光源模塊I形成的脈沖光在光纖光柵12上進(jìn)行合成，合成光經(jīng)過(guò)環(huán)形器4入射至待測(cè)光纖11上，產(chǎn)生的后向散射光經(jīng)過(guò)環(huán)形器5后入射至光纖光柵13上，反射光經(jīng)過(guò)光放大模塊6后與透射光入射至光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊7后，再次經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理及采集模塊8，上位機(jī)控制及顯示模塊9并呈現(xiàn)至上位機(jī)10上。
[0033]在上述的結(jié)構(gòu)中，第一光源模塊I發(fā)出的光入射至光纖光柵12后的反射光(波長(zhǎng)入I)與第二光源模塊2經(jīng)過(guò)光纖光柵12后的透射光(λ 2)經(jīng)過(guò)環(huán)形器3、環(huán)形器4后傳輸至傳輸光纜上，兩種不同波長(zhǎng)的脈沖光經(jīng)過(guò)待測(cè)光纖后分別產(chǎn)生后向散射信號(hào)，其中第一光源模塊的激光具有強(qiáng)相干性，發(fā)出的脈沖光傳輸至待測(cè)光纖，后向散射信號(hào)間發(fā)生相干現(xiàn)象，相干后的結(jié)果與第二光源模塊發(fā)出的光產(chǎn)生的后向散射信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)形器4、環(huán)形器5后入射至光纖光柵13上，其中波長(zhǎng)為λ I的后向散射信號(hào)經(jīng)過(guò)光放大模塊6進(jìn)行再次放大后與波長(zhǎng)為λ 2的后向散射光同時(shí)入射至雙路光電探測(cè)及放大模塊7后，依次經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集及處理模塊8后由上位機(jī)控制與顯示模塊9控制顯示至上位機(jī)10上。
[0034]傳統(tǒng)的分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雖然也能夠監(jiān)測(cè)部分事件點(diǎn)，如斷點(diǎn)、損耗、衰減等，但是由于監(jiān)測(cè)振動(dòng)事件的后向散射曲線引進(jìn)了調(diào)制信號(hào)，所以在判斷事件點(diǎn)時(shí)無(wú)法進(jìn)行多次平均處理，否則將產(chǎn)生振動(dòng)事件點(diǎn)的誤報(bào)漏報(bào)現(xiàn)象，并且無(wú)法對(duì)光纖鏈路產(chǎn)生損耗、衰減、斷點(diǎn)或者扭曲等事件點(diǎn)進(jìn)行精確判斷。本發(fā)明由于采用雙光源結(jié)構(gòu)，對(duì)兩種不同的后向散射光進(jìn)行分別處理，達(dá)到了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，并且提高了事件判斷的精確度。
【權(quán)利要求】
1.一種鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括有第一光源模塊、第二光源模塊、合波模塊、光環(huán)形器、分波模塊、光放大模塊、光電轉(zhuǎn)換與放大濾波模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、上位機(jī)控制及顯示模塊、上位機(jī)和待測(cè)光纖，所述的第一光源模塊和第二光源模塊分別連接所述的合波模塊，該合波模塊連接光環(huán)形器的輸入端，該光環(huán)形器的一個(gè)輸出端連接待測(cè)光纖，光環(huán)形器的另一個(gè)輸出端連接至所述分波模塊的輸入端，所述分波模塊的一個(gè)輸出端連接所述的光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊，分波模塊的另一個(gè)輸出端經(jīng)過(guò)所述的光放大模塊后連接所述的光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊，該光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊連接所述的數(shù)據(jù)采集及處理模塊，該數(shù)據(jù)采集及處理模塊連接所述的上位機(jī)控制及顯示模塊，該上位機(jī)控制及顯示模塊連接所述的上位機(jī)；所述的第一光源模塊中采用的是超窄線寬激光器，所述的第二光源模塊中采用的是脈沖激光器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一光源模塊中超窄線寬激光器波長(zhǎng)為C波段的ITU標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二光源模塊中脈沖激光器或者為經(jīng)過(guò)內(nèi)調(diào)制的脈沖激光器，或者為連續(xù)激光發(fā)生器，且所述的連續(xù)激光器發(fā)生器經(jīng)外調(diào)制模式調(diào)制為脈沖光，所述外調(diào)制模式中的調(diào)制器件或?yàn)殡姽庹{(diào)制器，或?yàn)槁暪庹{(diào)制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光源模塊中的激光器和第二光源模塊中的激光器具有不同的波長(zhǎng)，且兩種波長(zhǎng)均為C波段，兩種波長(zhǎng)的間隔為1nm?20nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的合波模塊或者為波分復(fù)用中的合波器，或者為溫度補(bǔ)償型光纖光柵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的分波模塊或者為波分復(fù)用器中的分波器，或者為溫度補(bǔ)償型光纖光柵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度補(bǔ)償型光纖光柵的反射波長(zhǎng)與第一光源模塊發(fā)出的光波長(zhǎng)處于同一 ITU標(biāo)準(zhǔn)，且?guī)挒閹资瓽量級(jí)，反射率大于90%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的放大模塊為用于實(shí)現(xiàn)將傳輸振動(dòng)信息中后向散射信號(hào)進(jìn)行放大的摻鉺光纖放大器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鏈路自診斷長(zhǎng)距離分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的光電轉(zhuǎn)換及放大濾波模塊為可實(shí)現(xiàn)對(duì)兩種不同波長(zhǎng)的瑞利散射信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和放大的雙通道探測(cè)模塊，所述的雙通道探測(cè)模塊中一路采用PIN光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)第一光源產(chǎn)生的瑞利散射信號(hào)進(jìn)行光電信號(hào)轉(zhuǎn)換以及高速信號(hào)的放大，另一路采用雪崩光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)第二光源產(chǎn)生的瑞利散射信號(hào)進(jìn)行接收和放大。
【文檔編號(hào)】G01H9/00GK104390693SQ201310707562
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】劉琴, 張成先, 肖愷, 李濤, 劉廣賀, 趙浩 申請(qǐng)人:上海波匯通信科技有限公司
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