[發明專利]一種基于振動敏感型光纖傳感技術的多通道監測方法及系統

在審

• 申請號: 202110761414.6
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113532808A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 鄒寧睦;熊菲;張馳;張道;柏順娣
• 申請（專利權）人: 南京法艾博光電科技有限公司;內蒙古電力勘測設計院有限責任公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

1.一種基于振動敏感型光纖傳感技術的多通道監測方法，其特征在于：用于對N條材質相同、且長度已知的待測光纖的振動狀態實現同時監測，包括如下步驟：

步驟A. 基于各根待測光纖上其中一端同時接收相同脈沖光，將來自各根待測光纖的疊加背向散射光信號轉換為相對應的待比對電信號，并進入步驟B；

步驟B. 將待比對電信號與各待測光纖在安靜狀態下執行步驟A所獲疊加背向散射光信號對應的參考電信號進行比對，判斷待比對電信號中是否存在異常幅值位置，是則分別針對各異常幅值位置，進入步驟C；否則判斷各根待測光纖均未發生振動擾動；

步驟C. 確定異常幅值位置所對應光纖長度位置為異常位置，選擇長度不小于異常位置的各個待測光纖，作為各個待分析光纖，并構成一個待分析集合，再進入步驟D；

步驟D. 獲得待比對電信號對應該異常幅值位置的信號幅值與參考電信號對應該異常幅值位置的信號幅值之間的差值，并結合預設單根光纖振動光幅值變化量，確認該待分析集合所對應的目標擾動光纖數量，并賦值給M，然后進入步驟E；

步驟E. 由待分析集合中隨機選擇一半數量的待分析光纖，執行步驟A至步驟B，判斷所選各待分析光纖所對應待比對電信號在該異常幅值位置的信號幅值相較參考電信號是否存在異常，是則獲得該異常所對應兩者之間的差值，結合預設單根光纖振動光幅值變化量，確定所選待分析光纖對應的目標擾動光纖數量，然后進入步驟G，否則進入步驟F；

步驟F. 將相鄰上一步驟E待分析集合中未選的各待分析光纖組合為一個待分析集合，并更新相鄰上一步驟E中所選各待分析光纖為非待分析光纖，然后針對此步驟所獲待分析集合，返回步驟E；

步驟G. 判斷相鄰上一步驟E待分析集合中所選待分析光纖對應的目標擾動光纖數量是否等于所屬待分析集合對應的目標擾動光纖數量，是則將所選待分析光纖組合為一個待分析集合，并確定該待分析集合對應的目標擾動光纖數量為所選待分析光纖對應的目標擾動光纖數量，以及更新相鄰上一步驟E待分析集合中未選待分析光纖為非待分析光纖，然后針對此步驟所獲待分析集合，進入步驟H；

否則將相鄰上一步驟E待分析集合中所選待分析光纖組合為一個待分析集合，并確定該待分析集合所對應的目標擾動光纖數量即為相鄰上一步驟E待分析集合中所選待分析光纖對應的目標擾動光纖數量，以及將相鄰上一步驟E待分析集合中未選各待分析光纖組合為一個待分析集合，并確定該待分析集合所對應的目標擾動光纖數量為相鄰上一步驟E待分析集合所對應目標擾動光纖數量與其所選待分析光纖對應目標擾動光纖數量的差值，然后分別針對此步驟所獲各待分析集合，進入步驟H；

步驟H. 判斷待分析集合中待分析光纖的數量是否等于該待分析集合對應的目標擾動光纖數量，是則更新該待分析集合中的各根待分析光纖為該異常幅值位置對應的各根振動擾動光纖，否則針對該待分析集合，返回步驟E；

針對該異常幅值位置，執行上述步驟C至步驟H的同時，待該異常幅值位置對應振動擾動光纖的數量等于M，則針對該異常幅值位置查找振動擾動光纖的操作結束。

2.根據權利要求1所述一種基于振動敏感型光纖傳感技術的多通道監測方法，其特征在于：所述各根待測光纖按長度遞增或遞減彼此相鄰并排排布，所述步驟E中，由待分析集合中隨機選擇彼此位置相鄰的一半待分析光纖，執行步驟A至步驟B。

3.一種實現權利要求1或2所述一種基于振動敏感型光纖傳感技術的多通道監測方法的系統，其特征在于：包括1xN耦合器和N個光開關，1xN耦合器上一側的N路接口分別經光開關對接各根待測光纖上的其中一端，1xN耦合器上另一側的單路接口用于向各根待測光纖發射相同脈沖光，以及接收來自各根待測光纖的疊加背向散射光信號。

4.根據權利要求3所述一種基于振動敏感型光纖傳感技術的多通道監測方法的系統，其特征在于：還包括激光器、AOM聲光晶體、摻鉺光纖放大器、光纖環路器、光電探測器，其中，激光器的輸出端對接AOM聲光晶體的輸入端，AOM聲光晶體用于將來自激光器的激光調制成脈沖探測光信號，AOM聲光晶體的輸出端對接摻鉺光纖放大器的輸入端，用于向摻鉺光纖放大器輸送脈沖探測光信號，由摻鉺光纖放大器按預設比例針對脈沖探測光信號進行放大；

摻鉺光纖放大器的輸出端對接光纖環形器的輸入端，由光纖環形器接收來自摻鉺光纖放大器的脈沖探測光信號，光纖環形器的其中一端對接1xN耦合器上的單路接口，將脈沖探測光信號輸送至相連各根待測光纖，且各根待測光纖分別所接收脈沖探測光信號功率固定，并由光纖環形器的該端接收來自相連各根待測光纖的疊加背向散射光信號，光纖環形器的輸出端對接光電探測器的輸入端，由光電探測器將疊加背向散射光信號轉換為相對應的電信號。