[發明專利]光纖水感知系統與方法

無效

• 申請號: 201210153844.0
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN102706514A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 王志益;王子文;吳嘉憲;蔡福源
• 申請（專利權）人: 中華電信股份有限公司
• 主分類號: G01M3/02
• 分類號: G01M3/02
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 萬志香;曾旻輝

技術領域

本發明是一種監測光纖水感知系統與方法。

背景技術

昔知的光纜接續盒進水傳感器，是利用進水后，水傳感器中不織布高分子材料膨脹后，促使光纖彎曲損失原理，測其光回路的插入損失，感測時間耗長，并且最多只能偵測1～2個事件點；一旦不織布高分子材料吸水飽和后；便無法再重復使用。加上前端的進水點未修復時，則無法知道后端是否有進水點，如此在「經濟與效能」層面上，即顯得功能不足。

電信公司光纜遍布全國各地；近年來水災、土石流等天然災害頻傳；光纖網絡的電信設施(如光交接箱與其中的電信設備、光纜接續盒)一旦進水，電信公司資產將蒙受巨大損失。本發明可為電信公司的光纖網絡做最佳保護。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光纖水感知系統與方法，使成為具有感知能力的類神經網絡；可重復使用的浸水光纖傳感器用于電信公司偵測光纜接續盒進水；電信設施淹水警示、低洼地區、橋梁河川水位監測與告警的目的。

本發明采以光回路中「光回波損耗」事件作為監測原理。以水傳感器可重復使用；水傳感器可同時偵測出大于20個觸水事件點；前端的進水點未修復時，仍可知道后端是否有進水點。同時此監測方法能夠即時測知監測點的觸水事件點。當水傳感器觸水時，水的折射率值約1.33，光傳送到此接口時全反射條件無法滿足，使得大部分的傳送光都透射發散，而無法順著原路反射回去，所以如果利用光時域反射器(OTDR)、光頻域反射頻譜儀(OFMCW)測試此光纜路由中水傳感器的位置，原來有強能量的反射事件就會消失不見了；或者利用光源及光功率計測試出的反射光功率值降低，代表此位置安裝水傳感器的地方發生了觸水現象；如此可通過光時域反射器(OTDR)偵測水傳感器觸水前、觸水后光反射的差異，即時偵測監測點是否有觸水發生。也可利用光頻域反射頻譜儀(OFMCW)測試光路反射損失事件的能力，偵測水傳感器的反射事件，也可達到監測點的觸水監測。也可利用光源及光功率計測試反射光功率值大小的變化，判斷監測點有無觸水狀態。

本發明為一種光纖水感知系統，其中包括：監測設備，用以發送監測光源信號及接收該些水傳感器回傳的光信號、水傳感器，為偵測光回路反射損失原理之光學組件，可重復使用，用以感測有水或無水的狀態、光路選擇器，負責將監測光訊號選擇對應的監測光路由并送入復數個光監測路由，經由該信號處理控制單元處理分析；以及信號處理控制單元，用以分析該些水傳感器回傳的光信號，判斷監測點有無觸水狀況。

如上所述的光纖水感知系統，監測設備為光時域反射器(OTDR)、光頻域反射頻譜儀(OFMCW)或光源及光功率計。

其中，該水傳感器，觸水前將監測光訊號反射回傳回局端，觸水后將監測光發散使得監測光訊號無法回傳回局端。

該光路選擇器，因應不同流程而輸入監測波段，連接其后的光回路與裝置，經由該信號處理控制單元依監測流程，切換不同光路將待測的光回路數與區域擴大，用以提高監測裝置的使用效率。

其中，該信號處理控制單元，為監控整個流程，擷取、分析信號，以獲得監測點有無觸水的最新狀況。

本發明的一種光纖水感知方法，其步驟至少包括：

a.于機房端設置一套光纖水感知系統，并于該等監測路由的監測點各安裝一個水傳感器；

b.該光纖水感知方法，視需要依序控制光路選擇器切換至待測光路，監測設備將監測波的光訊號輸入于待測光纖中，再經光纜至各路由的水傳感器；

c.該水傳感器未觸水時可將監測波的光訊號反射回機房端，觸水后則無法將監測波的光訊號反射回機房端，機房端的監測設備同時接收并量測光路由反射回來的光訊號，進而得到目前各水傳感器的反射光功率值；以及

d.分析該各水傳感器的光功率損失值，以量測監測點的水傳感器是否有觸水事件。

如上所述的光纖水感知方法，其特征在于，所述步驟d量測該些光纖路由的狀態，更可包含：

a.量測水傳感器的監測光功率小于預設的門坎值，則表示該監測點發生觸水狀況；

b.量測水傳感器的監測光功率大小與原始值接近，則表示該監測點正常。

本發明所提供的光纖水感知系統與方法，與其它已知技術相互比較時，更具備下列優點：

1.本發明水傳感器可重復使用。

2.本發明可監測大于20個監測點觸水事件。

3.本發明于前端的進水點未修復時，仍可知道后端是否有進水點。

4.本發明提供便宜有效的觸水監測方案，能夠即時測知監測點觸水狀況，避免損失。

附圖說明