分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理

當(dāng)光纖線路由于振動(dòng)、沖擊、入侵或者聲波等發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，相應(yīng)位置處光纖的折射率及長(zhǎng)度將會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，導(dǎo)致該位置處瑞利散射光的干涉譜發(fā)生相應(yīng)變化，通過(guò)對(duì)瑞利散射光干涉譜的幅度及相位信息進(jìn)行解調(diào)，即可獲得振動(dòng)擾動(dòng)的全部信息。

分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)特點(diǎn)

單通道監(jiān)測(cè)距離可以達(dá)到20公里以上，振動(dòng)監(jiān)測(cè)頻率范圍可實(shí)現(xiàn)1kHz以上，空間定位精度可以達(dá)到米以內(nèi)。分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于分布式光纖振動(dòng)傳感技術(shù)，監(jiān)測(cè)光纜及管線沿線近域的所有振動(dòng)擾動(dòng)，對(duì)事件定位、定性、現(xiàn)場(chǎng)音頻還原。當(dāng)光纜管線周域或內(nèi)部出現(xiàn)機(jī)械施工、人工動(dòng)作、自然事件等擾動(dòng)時(shí)，事件振動(dòng)信號(hào)即被系統(tǒng)采集并分析，實(shí)時(shí)判定擾動(dòng)發(fā)生的位置、類型，并采集還原事件現(xiàn)場(chǎng)的音頻。系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別并分級(jí)，篩除非破壞性事件，在監(jiān)控終端以豐富的信息顯示相應(yīng)的告警事件，同時(shí)發(fā)送到管理人員手機(jī)。管理人員實(shí)時(shí)掌握線路上發(fā)生的事件。

分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)備由主機(jī)與遠(yuǎn)端單元兩部分構(gòu)成，主機(jī)完成光的發(fā)送與接收、信號(hào)分析處理、告警信息管理發(fā)送、系統(tǒng)運(yùn)行管理等工作，一般安裝在設(shè)備機(jī)房，接入監(jiān)測(cè)管線光纜的一端；遠(yuǎn)端單元為無(wú)源模塊。主要完成環(huán)形光路的構(gòu)成，可靈活安裝，接入監(jiān)測(cè)管線光纜的另一端。

分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際管線網(wǎng)絡(luò)采取組網(wǎng)方式布設(shè)，形成以主機(jī)為中心的分遠(yuǎn)端、分主機(jī)結(jié)構(gòu)，靈活組建星型、樹(shù)形、環(huán)形結(jié)構(gòu)。

軟件系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)多地多條線路進(jìn)行集中遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理。開(kāi)放的通信接口方式，允許建立方便的監(jiān)控方式。在管理終端的監(jiān)控界面中，展示線路告警事件的時(shí)間、位置、類別、地理圖、事件。系統(tǒng)具備智能化模式識(shí)別功能，可自動(dòng)完善數(shù)據(jù)庫(kù)。長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢便捷。事件信息如時(shí)間、位置、類型、現(xiàn)場(chǎng)聲音等完整再現(xiàn)。

分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

光纜線路入侵預(yù)警

由于系統(tǒng)采集的是原始光而不是散射光，所以采集的振動(dòng)信息豐富，可實(shí)現(xiàn)模式識(shí)別。系統(tǒng)通過(guò)模式識(shí)別可自動(dòng)分別事件類型，將誤警率控制在極低量級(jí)。同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)聲音監(jiān)聽(tīng)，現(xiàn)場(chǎng)音頻還原度高。輔以人工判斷可確認(rèn)事件本質(zhì)，進(jìn)一步提高報(bào)警準(zhǔn)確度。

光纜線路狀況報(bào)告

當(dāng)發(fā)生漸進(jìn)式損壞管線的事件時(shí)，如地質(zhì)坍塌、樹(shù)枝碰纜、架空纜脫鉤等，系統(tǒng)告警并定位定性，在斷纜事件早前期預(yù)警。

完善光纜線路資料

系統(tǒng)的無(wú)損定位功能，可準(zhǔn)確標(biāo)定光纜實(shí)際長(zhǎng)度與實(shí)際地理位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，完善光纜線路資料。

輔助通信線路查修

當(dāng)線路出現(xiàn)斷纜、劣變等情況時(shí)，快速準(zhǔn)確定位斷纜、劣變點(diǎn)的位置，縮短搶修時(shí)間，減少工作量。通過(guò)歷史記錄分析事件原因。

分布式光纖振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于光纖振動(dòng)傳感技術(shù)，可以高精度地感知光纜管線周域和內(nèi)部的所有振動(dòng)事件，為光纜線路維護(hù)提供可靠高效的技術(shù)手段，不僅大幅降低巡線人工工作量，降低線路故障率，而且使現(xiàn)在龐大的光纜網(wǎng)絡(luò)成為高靈敏度的巨大傳感網(wǎng)，可拓展監(jiān)測(cè)地質(zhì)、道路、水、氣、電等領(lǐng)域，應(yīng)用前景非常廣泛。