[實用新型]一種光纖光柵和光纖拉曼復合傳感網絡

無效

• 申請號: 201020145192.2
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN201653435U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 周斌;何賽靈
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;H04B10/12;H04Q11/00;G02B6/293
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于光纖傳感技術領域，特別是高壓電網中輸電線及開關站的健康監測，涉及一種利用光纖光柵(FBG)波分復用技術和光纖拉曼效應進行傳感的網絡。適用于需要多節點、高精度、抗電磁干擾的實時傳感網絡的領域，

背景技術

光纖光柵由于其特有的光纖內部敏感、波長編碼、易于組網等優點而成為光纖傳感的一種重要器件。利用波分復用技術，光纖光柵陣列被廣泛用于光纖準分布式傳感，如：鐵路、大橋、水壩等的健康監測，主干輸電線沿線的溫度監控。然而使用波分復用技術，傳感網絡上的各個光纖光柵的特征反射波長的間隔必須控制在0.8nm以上，這就限制了傳感網絡上的傳感節點數目。

光纖拉曼效應具有是光纖分布式傳感網絡常用的組網方法?？梢詫ρ毓饫w的溫度和應力做監控。然而目前商用的拉曼光纖傳感的空間分辨率在米的量級，可以適用于沿著輸電線的健康監控，但是在開關站等需要精確定位的場合，就很難勝任。

發明內容

本實用新型的目的就是針對現有技術的不足，使用了光纖光柵和光纖拉曼復合傳感網絡，提出了一種針對于高壓電網健康監測的解決方案。本實用新型利用光纖光柵和光纖拉曼這兩個技術的優勢互補，具有傳感節點多，關鍵區域的傳感精度高，能實現實時檢測的優點。同時提供了實現該方法的設備。

本實用新型解決技術問題所采取技術方案為：

一種光纖光柵和光纖拉曼復合傳感網絡包括光纖光柵解調儀、光纖拉曼解調儀、光開關、由多個傳感光纖和傳感光纖光柵組成的傳感網絡；

光纖光柵解調儀和光纖拉曼解調儀分別光連接到光開關的兩個入射端，光開關的出射端與由多個傳感光纖與傳感光纖光柵串聯的傳感網絡光連接。

所述的傳感網絡中的傳感光纖光柵之間由傳感光纖串接而成。

所述的各個傳感光纖光柵之間的特征反射波長間隔在0.8nm以上，實現波分復用。

所述的傳感光纖與電力傳輸網上的輸電線緊貼，傳感光纖光柵與電力傳輸網上開關站中需要監控的關鍵接頭緊貼。

本實用新型中光纖光柵解調儀、光纖拉曼解調儀和光開關為成熟產品。本實用新型適合用于電力傳輸網絡中輸電線和開關站關鍵接頭的健康監測。

本實用新型和傳統的監測方案相比，具有傳感節點多，關鍵區域的傳感精度高，能實現實時監測，不受電磁干擾的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

具體實施方式

如圖1所示，一種光纖光柵和光纖拉曼復合傳感網絡的設備包括光纖光柵解調儀1、光纖拉曼解調儀2、1×2光開關3、由多個傳感光纖4和傳感光纖光柵組5成的傳感網絡6；

光纖光柵解調儀1和光纖拉曼解調儀2分別光連接到1×2光開關3的兩個入射端。光開關3的出射端與傳感網絡6光連接，傳感網絡6中的傳感光纖光柵5之間由傳感光纖4串接而成。各個傳感光纖光柵5之間的中心波長間隔在0.8nm以上，實現波分復用。傳感光纖4與電力傳輸網上的輸電線緊貼，傳感光纖光柵5與電力傳輸網上開關站中需要監控的關鍵接頭緊貼。

光纖光柵解調儀1、光纖拉曼解調儀2和1×2光開關均為成熟產品。

本實用新型的具體工作過程為：

光纖光柵解調儀1和光纖拉曼解調儀2的工作時間由光開關3控制。當光開關3將光纖光柵解調儀1與傳感網絡6連通時，由光纖光柵解調儀1發出的寬帶光束，經過1×2光開關3入射到傳感網絡6中。寬帶光束被各個傳感光纖光柵5濾波并反射，反射光通過光開關3回到光纖光柵解調儀1，光纖光柵解調儀1通過檢測各個傳感光纖光柵5特征反射波長的移動量來解調電力傳輸網上開關站中關鍵接頭的健康狀況；當光開關3將光纖拉曼解調儀與傳感網絡6連通時，由光纖拉曼解調儀2發出的脈沖激光通過光開關3入射到傳感網絡6中。激光沿著傳感光纖4傳播，并激發背向拉曼散射光。背向拉曼散射光經過光開關3回到光纖拉曼解調儀2。光纖拉曼解調儀2根據接收到的拉曼散射光的時刻和強度，解調出沿著傳感光纖4長度方向輸電線不同位置的健康狀況。光纖光柵解調儀1所能解調的光纖光柵5數量有限，但是這種方法傳感器定位精度高。而光纖拉曼解調儀2的傳感定位精度不高，但是所能解調的傳感節點數量很大。因此利用光纖光柵傳感器監測輸電網絡關鍵節點和利用光纖拉曼效應監測輸電網絡輸電線健康狀態的方法，結合了上述兩個方法的優點，和傳統的監測方案相比，本實用新型具有傳感節點多，關鍵區域的傳感精度高，能實現實時監測，不受電磁干擾的優點。