[發(fā)明專利]一種基于分布式光纖傳感陣列的局部放電超聲測量系統(tǒng)與方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810195583.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN108303626A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫廷璽;陳浩;郭小凱;徐陽;方義治;梁育雄;曾繁源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局
• 主分類號(hào): G01R31/12
• 分類號(hào): G01R31/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 劉瑤云

1.一種基于分布式光纖傳感陣列的局部放電超聲測量系統(tǒng)，其特征在于，包括近端測量模組和遠(yuǎn)端傳感模組，所述的近端測量模組和遠(yuǎn)端傳感模組連接，所述的近端測量模組包括依次連接的脈沖光源、解復(fù)用模塊和干涉儀解調(diào)模塊，所述的脈沖光源和干涉儀解調(diào)模塊連接，所述的遠(yuǎn)端傳感模組包括依次連接的功率分離模塊、光纖傳感陣列和功率合成模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分布式光纖傳感陣列的局部放電超聲測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的脈沖光源包括激光器（1-1)、TEC控制器（1-2）、光隔離器（1-3）、聲光調(diào)制器（1-4）、任意波形發(fā)生器（1-5）、射頻載波驅(qū)動(dòng)（1-6）和摻鉺光纖放大器（1-7），所述的TEC控制器（1-2）、激光器（1-1)、光隔離器（1-3）、聲光調(diào)制器（1-4）、射頻載波驅(qū)動(dòng)（1-6）、任意波形發(fā)生器（1-5）依次連接，所述的聲光調(diào)制器（1-4）通過摻鉺光纖放大器（1-7）與與遠(yuǎn)端傳感模組連接，所述的任意波形發(fā)生器（1-5）與解復(fù)用模塊連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分布式光纖傳感陣列的局部放電超聲測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括光電探測器（3-1）和雙通道數(shù)據(jù)采集裝置（4-1），所述的雙通道數(shù)據(jù)采集裝置（4-1）分別連接光電探測器（3-1）、脈沖光源和解復(fù)用模塊，所述的光電探測器（3-1）與遠(yuǎn)端傳感模組連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分布式光纖傳感陣列的局部放電超聲測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的近端測量模組和遠(yuǎn)端傳感模組之間通過遠(yuǎn)程傳輸光纖連接，所述的功率分離模塊為第二1×3光纖耦合器（2-1），所述的功率合成模塊為第一1×3光纖耦合器（2-5）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分布式光纖傳感陣列的局部放電超聲測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的光傳感陣列模組包括用作干涉儀的傳輸回路的延時(shí)傳輸光纖、作為干涉儀光路中傳感單元的光纖傳感器探頭和作為干涉器的相干光耦合的2×2光纖耦合器，所述的延時(shí)傳輸光纖與功率合成模塊連接，所述的光纖傳感器探頭與延時(shí)傳輸光纖連接,所述的2×2光纖耦合器分別連接功率合成模塊、功率分離模塊和延遲傳輸光纖。

6.一種基于分布式光纖傳感陣列的局部放電超聲測量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：激光器（1-1）輸出1550nm波長的連續(xù)光波，通過聲光調(diào)制器（1-4）生成重復(fù)脈沖光波，并經(jīng)摻鉺光纖放大器（1-7）對(duì)脈沖光功率進(jìn)行放大；

S2：光脈沖經(jīng)過遠(yuǎn)距離輸入光纖輸送到遠(yuǎn)端傳感模組中，先進(jìn)行功率均分，分別進(jìn)入每一組傳感回路，通過光纖傳感器探頭獲知安裝測點(diǎn)所受到的超聲擾動(dòng)，帶有相位調(diào)制信息的脈沖光再通過功率合成形成N個(gè)脈沖序列；

S3：使用遠(yuǎn)程傳輸光纖將光脈沖信號(hào)傳回近端測量模組，并通過光電探測器（3-1）將脈沖光信號(hào)轉(zhuǎn)變成脈沖電信號(hào)；

S4：使用雙通道數(shù)據(jù)采集裝置（4-1）同步采集由任意波形發(fā)生器（1-5）生成的電脈沖信號(hào)和經(jīng)過光電探測器（3-1）輸出的探測脈沖序列信號(hào)；

S5：不同傳感回路中探測脈沖的數(shù)字化信號(hào)解復(fù)用：通過時(shí)延設(shè)計(jì)控制電脈沖信號(hào)的延遲時(shí)間，作為脈沖序列中選通不同光纖傳感回路探測脈沖信號(hào)的時(shí)間窗口，同時(shí)抑制其它傳感回路的探測脈沖信號(hào)；

S6：經(jīng)過擾動(dòng)超聲波信號(hào)的相位調(diào)制后探測脈沖的數(shù)字化信號(hào)解調(diào)：通過傅里葉分析計(jì)算由超聲擾動(dòng)引起的附加的傳輸時(shí)間延遲，可以此參量作為描述超聲波信號(hào)的幅值量度；并以探測脈沖的重復(fù)周期對(duì)超聲波信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)地?cái)?shù)字化采樣測量，最終得到超聲信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜分量信息，以及鑒別出光纖傳感陣列中受到超聲波擾動(dòng)的傳感器位置信息。