CN108303626A - 一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力线路维护技术领域，更具体地，涉及一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统与方法，包括近端测量模组和远端传感模组，近端测量模组和远端传感模组连接，近端测量模组包括依次连接的脉冲光源、解复用模块和干涉仪解调模块，脉冲光源和干涉仪解调模块连接，远端传感模组包括依次连接的功率分离模块、光纤传感阵列和功率合成模块。能够输出信号包含超声波信号的波形和频谱信息，并可鉴别出光纤传感阵列中受到超声波扰动的传感器位置信息。本发明有益于在发挥光纤传感技术用于长距离探测的优势上并进一步提升可监测传感器的数量，在电力设备如变压器和长距离高压电缆附件中有助于完成对局部放电的分布式检测任务。

Description

一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统与 方法

技术领域

本发明涉及电力线路维护技术领域，更具体地，涉及一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统与方法。

背景技术

电力领域内对于局部放电检测已有长期大量的研究，但是近年来业内许多新技术的快速发展使得很多传统的局部放电检测技术变得不再适用。典型的如高压海缆等长距离电缆，其长度可达数十公里乃至几百公里，常用作连接半岛与大陆，海上风场与大陆电站等，且往往处于某些特殊地理环境。传统局部放电测量需要在地线耦合电流的监测方法不再适用，而在端部进行监测又存在局部放电信号衰减与干扰的问题。目前业内在长距离电缆及其附件的局部放电检测方面还基本处于空白，而光纤传感器的特性在此环境下可以发挥优势。相比传统电学传感器，光纤传感具有的优势有：光纤与大部分电力设备绝缘相容，电力设备厂商要求设备内部不能内置金属传感器，而光纤是少有的可内置式传感器；光纤具有比传统传感器更好的抗电磁噪声能力；信号传输距离远，光纤最早被提出是为了超远距离传输；光纤传感具有复用能力，即通过一台主机进行信号处理的方法实现分布式多物理量测量。

目前应用到局部放电检测的光纤传感技术，主要集中在利用光纤检测局部放电超声上，其主要原因一是由于超声检测在现场不受电磁干扰的影响，是除电测法外最常用的局部放电检测手段；其二是光纤传感器在早期被美国海军研究实验室（NavalResearchLab,NRL）提出后在超声检测方面获得了广泛的研究并主要被用作冷战时期与苏联对抗的军事用途。90年代末，光纤传感技术在精密需求高的军事领域的成功应用为其应用到民用铺下了坚实的基础。近十年来国内电力系统采用光纤传感测试技术也得到了快速发展，主要应用在基于大规模光纤测温传感系统的开发与应用。国内多家机构也研究了光纤分布式测量在电力电缆中的应用，主要包含温度检测（拉曼分布式测量）和温度应变联合监测（布里渊分布式测量）。而通过光纤测量局部放电相比光纤测温应用要少，尽管光纤光栅和光时域反射技术在分布式大规模监测上具有一定优势，然而其灵敏度目前仍无法达到干涉型光纤传感器的效果，且易受温度和应变等因素的干扰，只能测量到相对较大的放电信号。相位干涉型光纤传感器通过高灵敏度的光纤相干检测技术，可将局部放电产生的超声信号转换成光信号，并通过光纤传至信号处理系统从而提取超声信息，具有灵敏度高、便于复用等诸多优异的特性。

目前所见的光纤传感干涉仪大都采用连续光源发生干涉并解调超声扰动信息，其缺点是一台光纤传感系统中只能布置一个超声传感测点，因为很难从多点测量所得到的探测信号中辨识出每一个独立测点的干涉分量，而且探测信号中也不含有测点的位置信息，故采用光纤传感技术仅能发挥其远距离传输和免受电磁干扰的优势，而在远程多点分布式测量能力的体现上还需要进一步的研究，以解决电力设备关于局部放电检测的远程分布式测量提出的技术难题。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统与方法，可用于电力设备局部放电产生的微弱超声信号的长距离检测方案，同时利用调制光脉冲检测方法，可进一步发挥光纤传感在分布式多点测量方面的技术优势。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统，包括近端测量模组和远端传感模组，所述的近端测量模组和远端传感模组连接，所述的近端测量模组包括依次连接的脉冲光源、解复用模块和干涉仪解调模块，所述的脉冲光源和干涉仪解调模块连接，所述的远端传感模组包括依次连接的功率分离模块、光纤传感阵列和功率合成模块。

进一步的，所述的脉冲光源包括激光器、TEC控制器、光隔离器、声光调制器、任意波形发生器、射频载波驱动和掺铒光纤放大器，所述的TEC控制器、激光器、光隔离器、声光调制器、射频载波驱动、任意波形发生器依次连接，所述的声光调制器通过掺铒光纤放大器与与远端传感模组连接，所述的任意波形发生器与解复用模块连接。

进一步的，还包括光电探测器和双通道数据采集装置，所述的双通道数据采集装置分别连接光电探测器、脉冲光源和解复用模块，所述的光电探测器与远端传感模组连接。

进一步的，所述的近端测量模组和远端传感模组之间通过远程传输光纤连接，所述的功率分离模块为第二1×3光纤耦合器，所述的功率合成模块为第一1×3光纤耦合器。

进一步的，所述的光传感阵列模组包括用作干涉仪的传输回路的延时传输光纤、作为干涉仪光路中传感单元的光纤传感器探头和作为干涉器的相干光耦合的2×2光纤耦合器，所述的延时传输光纤与功率合成模块连接，所述的光纤传感器探头与延时传输光纤连接,所述的2×2光纤耦合器分别连接功率合成模块、功率分离模块和延迟传输光纤。

一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量的方法，包括以下步骤：

S1：激光器输出1550nm波长的连续光波，通过声光调制器生成重复脉冲光波，并经掺铒光纤放大器对脉冲光功率进行放大；

S2：光脉冲经过远距离输入光纤输送到远端传感模组中，先进行功率均分，分别进入每一组传感回路，通过光纤传感器探头获知安装测点所受到的超声扰动，带有相位调制信息的脉冲光再通过功率合成形成N个脉冲序列；

S3：使用远程传输光纤将光脉冲信号传回近端测量模组，并通过光电探测器将脉冲光信号转变成脉冲电信号；

S4：使用双通道数据采集装置同步采集由任意波形发生器生成的电脉冲信号和经过光电探测器输出的探测脉冲序列信号；

S5：不同传感回路中探测脉冲的数字化信号解复用：通过时延设计控制电脉冲信号的延迟时间，作为脉冲序列中选通不同光纤传感回路探测脉冲信号的时间窗口，同时抑制其它传感回路的探测脉冲信号；

S6：经过扰动超声波信号的相位调制后探测脉冲的数字化信号解调：通过傅里叶分析计算由超声扰动引起的附加的传输时间延迟，可以此参量作为描述超声波信号的幅值量度；并以探测脉冲的重复周期对超声波信号进行动态地数字化采样测量，最终得到超声信号的时域波形和频谱分量信息，以及鉴别出光纤传感阵列中受到超声波扰动的传感器位置信息。

进一步的，在步骤S2中：

在远程设备测点安装的用于检测局部放电超声的光纤传感器探头采用单模光纤绕制成环状，这种光纤绕环传感器适用于测量局部放电产生的微弱超声信号，如果光纤传感器在该测点处未受到超声波扰动，则光脉冲P1在顺时针和逆时针两个方向传播的路径完全相同，没有产生附加的时延，在回到光纤耦合器后的脉冲光完全重合；相反，如果该测点处发出了局部放电超声信号，通过将光纤传感器安装在萨格纳克干涉仪传输回路中的非对称位置，则光脉冲P1经过顺时针和逆时针的传播路径将会产生一附加的相位延迟，导致脉冲光在逆向传播回到光纤耦合器时产生一定的时延，两个脉冲会在完全重合位置附近发生分离，导致脉冲具有不同的幅值功率、脉冲宽度等参量变化；类似的，另外几组的光纤传感器探头安置在距离更远的测点位置，并且其延迟传输回路的被设置成不同的光纤长度，其光纤长度之差控制在大于50m，确保光脉冲在各自的传输回路中传播的时间延迟大于其脉冲宽度的两倍；最终，携带着各自测点位置超声扰动信息的经过相位调制的脉冲光再通过光纤耦合器进行功率合成，形成具有特定时间延迟的调制脉冲序列。

进一步的，步骤S6的具体步骤为：

在所述步骤S5中分离出来的含超声扰动信息的脉冲信号P1分别与具有基频分量的正弦信号和余弦信号相乘后作积分操作，其定积分值分别记为A和B；所述正弦或余弦信号的基频分量是指与用作探测信号的重复脉冲光具有相同的重复频率，则由超声扰动引起的附加的传输时间延迟Δt的计算方法如下式所示：

式中DC表示探测脉冲信号的占空比，T表示探测脉冲信号的重复周期，在此例中其数值分别为0.01和10μs；负号表示超声扰动引起的时间延迟。

与现有技术相比，有益效果是：光纤传感技术提供了高灵敏度的相位相干探测方法，可用于电力设备局部放电产生的微弱超声信号的长距离检测方案，同时利用调制光脉冲检测方法，可进一步发挥光纤传感在分布式多点测量方面的技术优势。一台分布式光纤传感测量系统可集成数量众多的光纤传感器，通过布置在需要探测的远距离测点位置，并通过远程光纤传输脉冲光信号，实现了在工作站近场就可监测远距离电力设备局部放电活动状态的检测任务。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图；

图2为本发明的光路器件接线图；

图3为用作探测信号的脉冲光波形；

图4为超声扰动信号对探测脉冲光的相位调制（第一个光脉冲受到超声调制，后两个光脉冲未受扰动）；

图5为N-脉冲序列的数字化解复用信号图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1、2所示，一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统，包括近端测量模组和远端传感模组，近端测量模组和远端传感模组连接，近端测量模组包括依次连接的脉冲光源、解复用模块和干涉仪解调模块，脉冲光源和干涉仪解调模块连接，远端传感模组包括依次连接的功率分离模块、光纤传感阵列和功率合成模块。脉冲光源包括激光器1-1、TEC控制器1-2、光隔离器1-3、声光调制器1-4、任意波形发生器1-5、射频载波驱动1-6和掺铒光纤放大器1-7，TEC控制器1-2、激光器1-1、光隔离器1-3、声光调制器1-4、射频载波驱动1-6、任意波形发生器1-5依次连接，声光调制器1-4通过掺铒光纤放大器1-7与与远端传感模组连接，任意波形发生器1-5与解复用模块连接。本装置还包括光电探测器3-1和双通道数据采集装置4-1，双通道数据采集装置4-1分别连接光电探测器3-1、脉冲光源和解复用模块，光电探测器3-1与远端传感模组连接。近端测量模组和远端传感模组之间通过远程传输光纤连接，近端测量模组和远端传感模组之间通过远程传输光纤连接，功率分离模块为第二1×3光纤耦合器2-1，所述的功率合成模块为第一1×3光纤耦合器2-5。光传感阵列模组包括用作干涉仪的传输回路的延时传输光纤、作为干涉仪光路中传感单元的光纤传感器探头和作为干涉器的相干光耦合的2×2光纤耦合器，所述的延时传输光纤与功率合成模块连接，所述的光纤传感器探头与延时传输光纤连接,所述的2×2光纤耦合器分别连接功率合成模块、功率分离模块和延迟传输光纤。

本实例以光纤传感阵列中级联三组光纤萨格纳克干涉仪来说明多点分布测量的实施方式。测量近端模组中包含的器件有：激光器1-1、驱动和TEC控制器1-2、光隔离器1-3、声光调制器1-4、任意波形发生器1-5、射频载波驱动1-6、掺铒光纤放大器1-7，光电探测器3-1、双通道数据采集装置4-1等主要有源器件。传感远端模组中包括：1×3光纤耦合器2-1用作光功率分离模块；三条不同长度的延迟传输光纤Cj (j=1,2,3)用作萨格纳克光纤干涉仪的传输回路，以及使用单模光纤绕环制成的光纤传感器探头Ej (j=1,2,3)形成萨格纳克干涉仪光路中的传感单元，并安装在远距离电力设备的不同测点接收局部放电超声扰动信号；2×2光纤耦合器2-2、2-3和2-4（N个，此例中为3个）用作萨格纳克光纤干涉仪的相干光耦合；还有另一个1×3光纤耦合器2-5用作光功率合成模块等光学无源器件。连接上述两个模组的远程传输光纤包括输入传输光纤L1和输出传输光纤L2，见图2所示。

所述局部放电多点检测的分布式光纤传感测量方法包含以下步骤：

S1：激光器1-1输出1550nm波长的连续光波，通过声光调制器1-4生成重复脉冲光波，并经掺铒光纤放大器1-7对脉冲光功率进行放大；

S2：光脉冲经过远距离输入光纤输送到远端传感模组中，先进行功率均分，分别进入每一组萨格纳克干涉仪的传感回路，通过光纤传感器探头获知安装测点所受到的超声扰动，带有相位调制信息的脉冲光再通过功率合成形成N个脉冲序列（此例中为3）。

S3：使用远程传输光纤（输出）将光脉冲信号传回近端测量模组，并通过光电探测器3-1将脉冲光信号转变成脉冲电信号。

S4：使用双通道数据采集装置4-1同步采集由任意波形发生器1-5生成的电脉冲信号（记为M0）和经过光电探测器3-1输出的探测N-脉冲序列信号（记为Pj (j=1,2,3)）。

S5：不同传感回路中探测脉冲Pj的数字化信号解复用：通过时延设计控制电脉冲信号M0的延迟时间，作为N-脉冲序列中选通不同光纤传感回路探测脉冲信号的时间窗口，同时抑制其它传感回路的探测脉冲信号。

S6：经过扰动超声波信号的相位调制后探测脉冲Pj的数字化信号解调：通过傅里叶分析计算由超声扰动引起的附加的传输时间延迟Δt，可以此参量作为描述超声波信号的幅值量度。并以探测脉冲的重复周期T对超声波信号进行动态地数字化采样测量，最终得到超声信号的时域波形和频谱分量信息，以及鉴别出光纤传感阵列中受到超声波扰动的传感器位置信息。

在一个实施例中，所述步骤S1具体为：

使用Thorlabs生产的超辐射发光二极管非相干激光器1-1生成中心波长为1550nm的连续光，线宽是33nm。通过同一厂商提供的激光二极管驱动和TEC控制器1-2设置工作温度为25℃，驱动电流为600mA，激光器输出的连续光功率为30mW。光隔离器1-3的作用是防止光路后端器件的反射波进入到激光器中。

声光调制器通过声光调Q开关将输入的连续光波调制出脉冲光波，英国Gooch&.Housego生产的光纤耦合声光调制器1-4具有1550nm光纤耦合，可以调制出具有10ns上升沿的快速脉冲光。首先使用任意波形发生器1-5生成脉冲宽度100ns，脉冲重复率100kHz的重复电脉冲信号，此电脉冲信号经过射频载波驱动1-6光纤耦合声光调制器，使得调制输出的光信号波形也具有相同的脉冲参数：100ns脉冲宽度，10ns脉冲上升沿，100kHz脉冲重复速率，见图3所示。但是声光调制器还会引入8dB的高插入损耗，输出光脉冲功率只有6.8dBm。所以可在其后接入掺铒光纤放大器1-7来补偿插损并放大光脉冲。

在一个实施例中，所述步骤S2具体为：

脉冲光经过远距离传输光纤（输入）L1输送到远端传感模组，进入1×3光纤耦合器2-1进行光功率的均分。脉冲光在三组光纤萨格纳克干涉仪中传输的时序特征如下：以进入1×3光纤耦合器2-1的脉冲光作为触发信号，经功率均分后从光纤耦合器输出端口1发出的脉冲光（记为P1）经过2×2光纤耦合器2-2进入第一路萨格纳克光纤干涉仪的传输回路，以此类推，输出端口2发出的脉冲光（记为P2）经过2×2光纤耦合器2-3进入第二路萨格纳克光纤干涉仪的传输回路；输出端口3发出的脉冲光（记为P3）经过2×2光纤耦合器2-4进入到第三路萨格纳克光纤干涉仪的传输回路。第一路萨格纳克干涉仪传输回路中注入的光脉冲P1会分别沿着延迟传输光纤的顺时针和逆时针方向传播，并最终回到光纤耦合器2-2发生干涉。在远程设备测点安装的用于检测局部放电超声的光纤传感器探头Ej (j=1,2,3)采用单模光纤绕制成环状，其外径、内径和厚度尺寸分别为30mm、20mm和10mm。这种光纤绕环传感器适用于测量局部放电产生的微弱超声信号，该设计尺寸经过计算对80kHz～120kHz的中频区超声波具有显著的灵敏度响应。如果光纤传感器在该测点处未受到超声波扰动，则光脉冲P1在顺时针和逆时针两个方向传播的路径完全相同，没有产生附加的时延，在回到光纤耦合器2-2后的脉冲光完全重合；相反，如果该测点处发出了局部放电超声信号，通过将光纤传感器安装在萨格纳克干涉仪传输回路中的非对称位置，则光脉冲P1经过顺时针和逆时针的传播路径将会产生一附加的相位延迟，导致脉冲光在逆向传播回到光纤耦合器2-2时产生一定的时延，两个脉冲会在完全重合位置附近发生分离，导致脉冲具有不同的幅值功率、脉冲宽度等参量变化。类似的，第二路和第三路萨格纳克干涉仪的光纤传感器探头将会安置在距离更远的测点位置，并且其延迟传输回路的被设置成不同的光纤长度Cj (j=1,2,3)，其光纤长度之差控制在大于50m，以确保光脉冲P1～P3在各自的传输回路中传播的时间延迟大于其脉冲宽度的两倍（此例中为100ns），避免光脉冲重叠导致最终在信号解调输出端无法辨识。最终，携带着各自测点位置超声扰动信息的经过相位调制的脉冲光再通过一个1×3光纤耦合器2-5进行功率合成，形成具有特定时间延迟的P1～P3调制脉冲序列，见图4所示。

在一个实施例中，所述步骤S3具体为：

如步骤S2中所述，再用1km远距离传输光纤L2将远程传感模组中的探测光脉冲序列信号传回近端测量模组中的光电探测器3-1，而且需要探测器具有高带宽的频率响应，因为在声光脉冲调制器工作时会引入200MHz的频率载波。

在一个实施例中，所述步骤S4具体为：

在所述步骤S1中，任意波形发生器1-5生成的占空比为100:1的电脉冲信号通过双通道数据采集装置4-1的CH1数字化采集；同时，在所述步骤S3中由光电探测器3-1输出的探测脉冲序列信号通过双通道数据采集装置4-1的CH2同步采集。数字化采集装置的采样率要求至少为1GS/s，响应带宽500MHz。

在一个实施例中，所述步骤S5具体为：

在所述步骤S4中由双通道数据采集装置4-1的CH1所采集到的电脉冲信号M0，通过数字信号处理算法分别与CH2同步采集到的N-脉冲序列信号中的探测脉冲Pj(j=1,2,3)作同步对齐，并以电脉冲信号M0作为时间窗口做数字相乘，从N-脉冲序列信号中分别分离出在不同传感回路中传播的探测脉冲信号P1（抑制P2和P3），P2（抑制P1和P3），P3（抑制P1和P2），见图5所示。

在一个实施例中，所述步骤S6具体为：

在所述步骤S5中分离出来的含超声扰动信息的脉冲信号P1分别与具有基频分量的正弦信号和余弦信号相乘后作积分操作，其定积分值分别记为A和B。所述正弦或余弦信号的基频分量是指与用作探测信号的重复脉冲光具有相同的重复频率，此例中为100kHz。则由超声扰动引起的附加的传输时间延迟Δt的计算方法如下式所示：

式中DC表示探测脉冲信号的占空比，T表示探测脉冲信号的重复周期，在此例中其数值分别为0.01和10μs；负号表示超声扰动引起的时间延迟。需要指出的是，探测脉冲的重复周期T同时又是对超声波信号进行数字化检测的采样周期，即以10μs为采样间隔动态地测量超声波信号，通过测量数据合成就可得到超声信号的时域波形并通过FFT计算其频谱分量。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统，其特征在于，包括近端测量模组和远端传感模组，所述的近端测量模组和远端传感模组连接，所述的近端测量模组包括依次连接的脉冲光源、解复用模块和干涉仪解调模块，所述的脉冲光源和干涉仪解调模块连接，所述的远端传感模组包括依次连接的功率分离模块、光纤传感阵列和功率合成模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统，其特征在于，所述的脉冲光源包括激光器（1-1)、TEC控制器（1-2）、光隔离器（1-3）、声光调制器（1-4）、任意波形发生器（1-5）、射频载波驱动（1-6）和掺铒光纤放大器（1-7），所述的TEC控制器（1-2）、激光器（1-1)、光隔离器（1-3）、声光调制器（1-4）、射频载波驱动（1-6）、任意波形发生器（1-5）依次连接，所述的声光调制器（1-4）通过掺铒光纤放大器（1-7）与与远端传感模组连接，所述的任意波形发生器（1-5）与解复用模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统，其特征在于，还包括光电探测器（3-1）和双通道数据采集装置（4-1），所述的双通道数据采集装置（4-1）分别连接光电探测器（3-1）、脉冲光源和解复用模块，所述的光电探测器（3-1）与远端传感模组连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统，其特征在于，所述的近端测量模组和远端传感模组之间通过远程传输光纤连接，所述的功率分离模块为第二1×3光纤耦合器（2-1），所述的功率合成模块为第一1×3光纤耦合器（2-5）。

5.根据权利要求1所述的一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量系统，其特征在于，所述的光传感阵列模组包括用作干涉仪的传输回路的延时传输光纤、作为干涉仪光路中传感单元的光纤传感器探头和作为干涉器的相干光耦合的2×2光纤耦合器，所述的延时传输光纤与功率合成模块连接，所述的光纤传感器探头与延时传输光纤连接,所述的2×2光纤耦合器分别连接功率合成模块、功率分离模块和延迟传输光纤。

6.一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：激光器（1-1）输出1550nm波长的连续光波，通过声光调制器（1-4）生成重复脉冲光波，并经掺铒光纤放大器（1-7）对脉冲光功率进行放大；

S2：光脉冲经过远距离输入光纤输送到远端传感模组中，先进行功率均分，分别进入每一组传感回路，通过光纤传感器探头获知安装测点所受到的超声扰动，带有相位调制信息的脉冲光再通过功率合成形成N个脉冲序列；

S3：使用远程传输光纤将光脉冲信号传回近端测量模组，并通过光电探测器（3-1）将脉冲光信号转变成脉冲电信号；

S4：使用双通道数据采集装置（4-1）同步采集由任意波形发生器（1-5）生成的电脉冲信号和经过光电探测器（3-1）输出的探测脉冲序列信号；

S5：不同传感回路中探测脉冲的数字化信号解复用：通过时延设计控制电脉冲信号的延迟时间，作为脉冲序列中选通不同光纤传感回路探测脉冲信号的时间窗口，同时抑制其它传感回路的探测脉冲信号；

S6：经过扰动超声波信号的相位调制后探测脉冲的数字化信号解调：通过傅里叶分析计算由超声扰动引起的附加的传输时间延迟，可以此参量作为描述超声波信号的幅值量度；并以探测脉冲的重复周期对超声波信号进行动态地数字化采样测量，最终得到超声信号的时域波形和频谱分量信息，以及鉴别出光纤传感阵列中受到超声波扰动的传感器位置信息。

7.根据权利要求6所述的一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量的方法，其特征在于，在步骤S2中：

在远程设备测点安装的用于检测局部放电超声的光纤传感器探头采用单模光纤绕制成环状，这种光纤绕环传感器适用于测量局部放电产生的微弱超声信号，如果光纤传感器在该测点处未受到超声波扰动，则光脉冲P1在顺时针和逆时针两个方向传播的路径完全相同，没有产生附加的时延，在回到光纤耦合器后的脉冲光完全重合；相反，如果该测点处发出了局部放电超声信号，通过将光纤传感器安装在萨格纳克干涉仪传输回路中的非对称位置，则光脉冲经过顺时针和逆时针的传播路径将会产生一附加的相位延迟，导致脉冲光在逆向传播回到光纤耦合器时产生一定的时延，两个脉冲会在完全重合位置附近发生分离，导致脉冲具有不同的幅值功率、脉冲宽度等参量变化；类似的，另外几组的光纤传感器探头安置在距离更远的测点位置，并且其延迟传输回路的被设置成不同的光纤长度，其光纤长度之差控制在大于50m，确保光脉冲在各自的传输回路中传播的时间延迟大于其脉冲宽度的两倍；最终，携带着各自测点位置超声扰动信息的经过相位调制的脉冲光再通过光纤耦合器进行功率合成，形成具有特定时间延迟的调制脉冲序列。

8.根据权利要求6所述的一种基于分布式光纤传感阵列的局部放电超声测量的方法，其特征在于，步骤S6的具体步骤为：

在所述步骤S5中分离出来的含超声扰动信息的脉冲信号P1分别与具有基频分量的正弦信号和余弦信号相乘后作积分操作，其定积分值分别记为A和B；所述正弦或余弦信号的基频分量是指与用作探测信号的重复脉冲光具有相同的重复频率，则由超声扰动引起的附加的传输时间延迟Δt的计算方法如下式所示：

式中DC表示探测脉冲信号的占空比，T表示探测脉冲信号的重复周期，在此例中其数值分别为0.01和10μs；负号表示超声扰动引起的时间延迟。