[發明專利]基于光纖波長矩陣的光纖診斷方法及系統

在審

• 申請號: 201710309365.6
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN107084833A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 薛鵬
• 申請（專利權）人: 薛鵬
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

1.一種基于光纖波長矩陣的光纖診斷方法，其特征在于，所述方法包括：

對光纖進行光源照射，所述光源以時間延時Δt為間隔，調制脈寬；所述光纖中的測試點數為n；

使用FBG解調儀，以一時間周期T，掃描光纖中的散射光；

依據所述光纖軸向應變與散射光頻率漂移量的關系，建立散射光波長、光能量沿光纖軸向的分布，形成光纖波長矩陣；

檢測所述光纖波長矩陣的變化，依據所述變化，判斷光纖的狀態。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對整條光纖依據預設的距離進行測量，并記錄各測試點的散射光波長及散射光能量，依據所述距離、波長、能量，建立所述光纖波長矩陣；和/或，

所述散射光為布里淵散射光。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在每個時間周期T中，所述FBG解調儀接收一次散射光；通過在所述光源處設置第一光開關、第二光開關，并通過控制第一光開關、第二光開關打開的時間延時Δt，對所述光源調制脈寬。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述光纖軸向應變與散射光頻率漂移量的關系為：

niB(e)=niB(0)+dniB(e)de]]>

其中，i＝1,2,…,n，n_iB(e)為第i個測試點光纖軸向拉伸時布里淵散射光頻率；n_iB(0)為光纖軸向無應變應力時布里淵散射光頻率；為比例系數；e為光纖的軸向應變。

5.根據權利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，檢測所述散射光波長的變化，若所述散射光波長改變，則判斷為對應的所述光纖的測試點處的應力發生變化；或者，

檢測所述散射光波長變化，若所述光纖中一測試點處的散射光中，邊沿波長丟失，則判斷該測試點處光纖發生彎折；或者，

檢測所述散射光波長及能量變化，若所述光纖中一測試點處的散射光波長發生整體偏移，且反射光能量減小，則判斷該測試點處光纖破裂；或者，

檢測所述散射光波長及能量變化，若所述光纖中一測試點處的波長丟失，反射光能量衰減，并且該測試點前距離內波長無變化，但反射光能量增大，則判斷該測試點光纜中斷。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，當所述光纖波長矩陣中大面積測試點的散射光波長變化，則判斷對應段光纖發生更換。

7.根據權利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，所述FBG解調儀處接收到的測試點的散射光的能量的時間間隔為：

Δt=2Ln(λs)C0]]>

其中，n(λ_s)為波長為λ_s的光的折射率，Δt為時間延時，每間隔Δt測試一次，則相當于在光纜中分布了n個測試點，測試點之間的距離為L，則測試點的位置為：Z_i＝iL，C₀為光在真空中傳播的速率。

8.一種基于光纖波長矩陣的光纖診斷系統，其包括光源、分束器、探測器、第一光開關、第二光開關、耦合器、FBG解調儀、光纜及中央控制器，所述中央控制器與第一光開關、第二光開關相連，第一光開關、第二光開關分別連接耦合器；所述FBG解調儀與第二光開關相連；光源與分束器相連，分束器分別與探測器和第一光開關相連，探測器將探測結果反饋給光源；耦合器與待測光纜相連。