[發明專利]一種全分布式OPGW光纜覆冰在線監測裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202010218920.6
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111412947A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 孔文杰;吳秋晗;湯億則;王彥波;毛秀偉;梅峰;章毅;邱蘭馨;劉晨陽;盧杉;劉利民;趙永生;李志浩;楊允志;葉志遠;黃犟;許良杰;倪鵬程;曹燦;陳顥;蒲強;凡恒山;劉寶新
• 申請（專利權）人: 安徽繼遠軟件有限公司;國網信息通信產業集團有限公司;國網浙江省電力有限公司信息通信分公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01L1/24;G08B19/02
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 金凱

1.一種全分布式OPGW光纜覆冰在線監測裝置，其特征在于，包括：光源調制單元（10）、光纖傳輸單元（20）、參考光移頻單元（30）、光電探測單元（40）和信號采集處理單元（50），光源調制單元（10）的光線發出端分別與光纖傳輸單元（20）和參考光移頻單元（30）的光線接收端連接，光纖傳輸單元（20）和參考光移頻單元（30）的光線發出端分別與光電探測單元（40）的光線接收端連接，光電探測單元（40）的光線發出端與信號采集處理單元（50）的光線接收端連接。

2.如權利要求1所述的全分布式OPGW光纜覆冰在線監測裝置，其特征在于，所述光源調制單元（10）包括激光器（11）、第一耦合器（12）、調制器（13）、放大器（14）和擾偏器（15），第一耦合器（12）布置在激光器（11）的輸出激光路徑上以將激光器（11）發射的激光分為兩路光進行傳播，第一耦合器（12）分出來的一路光的傳播路徑上依次布置調制器（13）、放大器（14）和擾偏器（15）。

3.如權利要求2所述的全分布式OPGW光纜覆冰在線監測裝置，其特征在于，所述光纖傳輸單元（20）包括第一環形器（21）和光纜（22），第一環形器（21）布置在所述光源調制單元（10）發出光線的傳播路徑上，第一環形器（21）發出的光線經光纜（22）返回背向布里淵散射光進入所述光電探測單元（40）。

4.如權利要求3所述的全分布式OPGW光纜覆冰在線監測裝置，其特征在于，所述參考光移頻單元（30）包括偏振控制器（31）、第二環形器（32）、光纖（33）、第二耦合器（34）、隔離器（35）和移頻器（36）；所述第一耦合器（12）分出來的另一路光的傳播路徑上布置有偏振控制器（31）和第二環形器（32），光纖（33）、第二耦合器（34）以及隔離器（35）組成一個環形腔，該環形腔布置在第二環形器（32）發出的光線路徑上，移頻器（36）布置在該環形腔發出的光線路徑上。

5.如權利要求4所述的全分布式OPGW光纜覆冰在線監測裝置，其特征在于，所述光電探測單元（40）包括第三耦合器（41）和平衡探測器（42），第三耦合器（41）布置在所述第一環形器（21）發出的光線路徑和移頻器（36）發出光線路徑的交點位置，第三耦合器（41）發出的耦合光在平衡探測器（42）處相干得到電信號。

6.如權利要求5所述的全分布式OPGW光纜覆冰在線監測裝置，其特征在于，所述信號采集處理單元（50）包括低通濾波器（51）、數據采集卡（52）和計算機（53），所述平衡探測器（42）輸出端與低通濾波器（51）輸入端連接，低通濾波器（51）的輸出端依次與數據采集卡（52）、計算機（53）連接。

7.如權利要求6所述的全分布式OPGW光纜覆冰在線監測裝置，其特征在于，所述光纜（22）為內芯G652光纖的OPGW光纜，光纖（33）為G652的裸光纖，所述第一環形器（21）為三端口環形器，所述擾偏器（15）發出的光束經三端口環形器的1端口進入2端口注入OPGW光纜，OPGW光纜的輸出經三端口環形器3端口輸出與所述第三耦合器（41）連接。

8.如權利要求1-7任一項的全分布式OPGW光纜覆冰在線監測裝置的控制方法，其特征在于，包括：

光源調制單元（10）對激光進行處理得到一束脈沖光和一束參考光，并分別進入光纖傳輸單元（20）和參考光移頻單元（30）；

光纖傳輸單元（20）對脈沖光轉換得到頻率為ν₀-ν_B的第一背向布里淵散射光進入光電探測單元（40）；

參考光移頻單元（30）對參考光轉換得到頻率為ν₀-ν_L的第二背向自發布里淵散射光進入光電探測單元（40）；

光電探測單元（40）對第一背向布里淵散射光和第二背向布里淵散射光進行耦合處理，并將耦合得到的光信號轉換為電信號；

信號采集處理單元（50）對電信號進行處理得到自發布里淵信號，以得到光纖傳輸單元（20）中的光纜不同位置的布里淵頻移量，實現對光纜覆冰位置的定位。