[發(fā)明專利]一種長距離光纖分布式振動監(jiān)測系統(tǒng)及監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510626442.1
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105092018B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜兆公;任尚今
• 申請（專利權(quán)）人: 上海瓏登信息科技有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 上海驍象知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31315
• 代理人: 趙峰

1.一種長距離光纖分布式振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括脈沖編碼器、相干激光光源、時(shí)間編碼光源、第一光纖耦合器、第二光纖耦合器、第一波分復(fù)用器、第二波分復(fù)用器、干涉探測器、編碼探測器和信號處理單元，脈沖編碼器對相干激光光源和時(shí)間編碼光源進(jìn)行按格雷碼的序列編碼，被編碼的相干激光光源輸出光脈沖進(jìn)入到光纖系統(tǒng)，先被第一光纖耦合器分兩路，一路通過光纖傳輸后再經(jīng)過串聯(lián)的第一波分復(fù)用器和第二波分復(fù)用器進(jìn)入到第二光纖耦合器，另一路直接向前傳輸后進(jìn)入第二光纖耦合器，第二光纖耦合器輸出信號到干涉探測器，得到干涉光信號，兩個(gè)光纖耦合器之間兩路光纜長度相等；被編碼的時(shí)間編碼光源輸出的光脈沖通過光纖傳輸后經(jīng)過串聯(lián)的波分復(fù)用器進(jìn)入到編碼探測器，干涉探測器和編碼探測器將得到的光信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的電信號進(jìn)入到信號處理單元，信號處理單元處理信號，實(shí)現(xiàn)對振動信號的定位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述長距離光纖分布式振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)光纖耦合器之間傳輸光纜的長度L滿足條件以下：T＝Ln_eff/c>M/f，其中n_eff為光纖的有效折射率，c為光在真空中的光速，T為一組格雷碼的周期，M為格雷碼碼位數(shù)，f為AD采樣頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述長距離光纖分布式振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)光纖耦合器之間傳輸光纜傳輸距離過長時(shí)，在兩個(gè)光纖耦合器之間傳輸光纜的長度L滿足所述條件的情況下，在光纖中增加單向傳輸放大模塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述長距離光纖分布式振動監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征在于，編碼探測器得到序列脈沖，干涉探測器得到干涉脈沖序列S，每個(gè)序列的第一個(gè)脈沖S_N與時(shí)間編碼脈沖N對應(yīng)，最后一個(gè)脈沖S_N+1與時(shí)間編碼脈沖N+1對應(yīng)，在N和N+1之間插入M個(gè)格雷碼編碼的脈沖，M由探測定位的精度確定，對應(yīng)脈沖周期為Λ；

當(dāng)光纜上某一位置x發(fā)生振動事件的時(shí)候，第N組編碼脈沖已經(jīng)往前傳輸τ時(shí)間，在信號處理單元中，每探測得到一個(gè)時(shí)間編碼脈沖N，就打開相應(yīng)的高速計(jì)數(shù)器，記錄下時(shí)間τ，并同時(shí)啟動對干涉探測器探測到的信號的分析，當(dāng)從干涉脈沖序列S中確定有事件發(fā)生時(shí)，即停止對τ的計(jì)時(shí)，利用這個(gè)時(shí)間τ，結(jié)合干涉脈沖的編碼序列號Mx，就得到振動發(fā)生的位置為：

X＝(M×Λ-τ)C/n_eff。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述長距離光纖分布式振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述的脈沖編碼器分別與所述的相干激光光源和時(shí)間編碼光源連接，時(shí)間編碼光源與第一波分復(fù)用器連接，相干激光光源與所述的第一光纖耦合器連接，第一光纖耦合器分兩路輸出，其中一路通過光纖與所述的第二光纖耦合器連接，另一路與第一波分復(fù)用器連接，第一波分復(fù)用器與第二波分復(fù)用器通過光纖連接，第二波分復(fù)用器與第二光纖耦合器連接，第二光纖耦合器與所述的干涉探測器連接，干涉探測器與所述的信號處理單元連接，第二波分復(fù)用器與所述的編碼探測器連接，編碼探測器與信號處理單元連接。