[發明專利]一種海底電纜實時監測系統及監測方法

有效

• 申請號: 201310408092.2
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103513147A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 趙麗娟;李永倩;徐志鈕;翟麗娜
• 申請（專利權）人: 華北電力大學（保定）
• 主分類號: G01R31/02
• 分類號: G01R31/02;G01K11/32;G01B11/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

1.一種海底電纜實時監測系統，其特征在于，所述系統包括窄譜光源、第一耦合器、偏振控制器PC、電光調制器EOM、脈沖發生器、第一隔離器、第一摻鉺光纖放大器EDFA、第二隔離器、第一光濾波器、環形器、起偏器、傳感光纖、第二耦合器、第二摻鉺光纖放大器EDFA、檢偏器、第三隔離器、第二光濾波器、第一光電檢測器、第二光電檢測器、數據采集與顯示單元和時鐘控制單元；

其中，所述窄譜光源、第一耦合器、偏振控制器PC、電光調制器EOM、第一隔離器、第一摻鉺光纖放大器EDFA、第二隔離器、第一光濾波器、環形器、起偏器和傳感光纖順次連接；所述窄譜光源用于產生窄譜光；所述第一耦合器的作用是將激光器發射的激光脈沖耦合進偏振控制器PC；所述電光調制器EOM用于調制脈沖光；所述第一隔離器用于防止脈沖光反向傳輸對窄譜光源造成損害，保證脈沖光單向傳輸；所述第一摻鉺光纖放大器EDFA用于對脈沖光進行放大；所述第二隔離器用于防止脈沖光反向傳輸對窄譜光源造成損害，保證脈沖光單向傳輸；所述第一光濾波器用于濾除第一摻鉺光纖放大器EDFA給系統引入的自發輻射噪聲；所述起偏器的作用是將普通光信號轉換成線偏振光；

所述脈沖發生器分別與所述時鐘控制單元和電光調制器EOM連接；所述脈沖發生器用于產生脈沖信號，通過電光調制器EOM調制窄譜光，使其變成脈沖光；

所述時鐘控制單元分別與所述窄譜光源和數據采集與顯示單元連接；所述數據采集與顯示單元用于提取瑞利散射光信號的偏振態和相位信息，并進行計算和顯示；

所述第二耦合器分別與所述環形器、第二摻鉺光纖放大器EDFA和檢偏器連接；所述第二耦合器是將背向瑞利散射信號分成兩路；所述第二摻鉺光纖放大器EDFA用于接收到的光進行放大；所述檢偏器用于檢測偏振態；

所述第二摻鉺光纖放大器EDFA、第三隔離器、第二光濾波器、第一光電檢測器和數據采集與顯示單元順次連接；所述第三隔離器用于防止脈沖光反向傳輸對窄譜光源造成損害，保證脈沖光單向傳輸；所述第一光電檢測器用于將接收到的光信號變為電信號；

所述檢偏器、第二光電檢測器和數據采集與顯示單元順次連接；所述第二光電檢測器用于將接收到的光信號變為電信號。

2.根據權利要求1所述的一種海底電纜實時監測系統，其特征在于，所述窄譜光源譜寬為3kHz～12.5GHz。

3.根據權利要求1所述的一種海底電纜實時監測系統，其特征在于，所述系統采用間接調制的方式將窄譜光源產生的激光調制成脈沖光。

4.根據權利要求1所述的一種海底電纜實時監測系統，其特征在于，所述第一光濾波器包括光環形器和光纖布拉格光柵；所述第一光濾波器帶寬等于光源譜寬。

5.根據權利要求1所述的一種海底電纜實時監測系統，其特征在于，所述第二光濾波器包括光環形器和光纖布拉格光柵；所述第二光濾波器帶寬等于光源譜寬。

6.一種海底電纜實時監測方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟：

步驟1：將所述光電復合海纜中的單模光纖作為傳感光纖接入海底電纜實時監測系統，或將通信光纜纏繞在普通海底電纜上進行測量，將通信光纜中的單模光纖作為傳感光纖接入海底電纜實時監測系統；

步驟2：海底電纜實時監測系統向單模光纖中注入脈沖光，在單模光纖中產生瑞利散射；

步驟3：海底電纜實時監測系統根據單模光纖中不同部分返回的瑞利散射光帶有反射點處前向傳輸光的相位信息，實現偏振態及相位的監測；

步驟4：通過海底電纜實時監測系統數據采集與顯示單元提取瑞利散射光信號的偏振態和相位信息，實現單模光纖沿線的溫度和應變信息監測；

步驟5：通過溫度和應變的變化來分析海底電纜的運行狀態，實現海底電纜的實時在線監測。