CN109150296B - 一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置及方法 - Google Patents

一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109150296B
CN109150296B CN201811322854.6A CN201811322854A CN109150296B CN 109150296 B CN109150296 B CN 109150296B CN 201811322854 A CN201811322854 A CN 201811322854A CN 109150296 B CN109150296 B CN 109150296B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
optical fiber
sensing
optical switch
cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811322854.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109150296A (zh
Inventor
黄凤玲
赵奎
文金朝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GUILIN G-LINK TECHNOLOGY CO LTD
Original Assignee
GUILIN G-LINK TECHNOLOGY CO LTD
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GUILIN G-LINK TECHNOLOGY CO LTD filed Critical GUILIN G-LINK TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN201811322854.6A priority Critical patent/CN109150296B/zh
Publication of CN109150296A publication Critical patent/CN109150296A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109150296B publication Critical patent/CN109150296B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/071—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using a reflected signal, e.g. using optical time domain reflectometers [OTDR]
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/24—Reminder alarms, e.g. anti-loss alarms
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
    • H04B10/0791—Fault location on the transmission path

Abstract

本发明公开了一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置，所述装置包括顺序连接的Φ‑OTDR模块、1xN光开关、一组1x2光开关、一组传感光纤和一组光纤反射器，其中，每个1x2光开关连接有单轴Sagnac干涉仪模块，Φ‑OTDR模块与1xN光开关的公共端连接，1xN光开的分支端分别连接每个1x2光开关的一个分支端，每个单轴Sagnac干涉仪模块分别连接1x2光开关的另一个分支端，每个传感光纤的近端分别连接一个1x2光开关的公共端，每个传感光纤的远端分别连接一个光纤反射器。这种装置成本低、结构简单、适应性强、抗电磁干扰能力强，这种方法监测范围广、监测实时性强、故障响应快。本发明同时还公开了一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警方法。

Description

一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置及方法
技术领域
本发明涉及OTDR（光时域反射仪）技术、光纤相干检测技术和光缆振动传感技术,具体是一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警方法及装置。
背景技术
光缆线路沿线附近大型机械工程施工如果不小心或者施工人员不清楚附近敷设有光缆，会很容易破坏光缆，而且这种破坏将引起重大损失。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置及方法。这种装置成本低、结构简单、适应性强、抗电磁干扰能力强，这种方法监测范围广、监测实时性强、故障响应快。通过这种装置及方法，可以探测到对地埋及管道敷设光缆受到破坏时产生的振动，并由此产生预警及告警位置定位。
实现本发明目的的技术方案是：
一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置，与现有技术不同的是，包括顺序连接的Φ-OTDR模块、1xN光开关、一组1x2光开关、一组传感光纤和一组光纤反射器，其中，每个1x2光开关连接有单轴Sagnac干涉仪模块，Φ-OTDR模块与1xN光开关的公共端连接，1xN光开的分支端分别连接每个1x2光开关的一个分支端，每个单轴Sagnac干涉仪模块分别连接1x2光开关的另一个分支端，每个传感光纤的近端分别连接一个1x2光开关的公共端，每个传感光纤的远端分别连接一个光纤反射器。
所述1x2光开关、传感光纤、光纤反射器和单轴Sagnac干涉仪模块的数量相等。
所述的传感光纤为地埋及管道敷设光缆中的任意一根光纤。
所述1xN光开关连接N条被监测光缆中的N个传感光纤，分时连接到Φ-OTDR模块中,N的取值范围为2-64。
使用上述地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置的预警的方法，包括如下步骤：
1）单轴Sagnac干涉仪模块向传感光纤发出1微秒-50微秒固定脉宽的周期性光脉冲信号；
2）单轴Sagnac干涉仪模块将传感光纤后向散射及反射回来的信号进行自动增益放大、A/D转换，得到数字信号；
3）从步骤2）得到的数字信号中选取传感光纤末端光纤反射器反射的信号，然后进行数字滤波、数字放大,得到该传感光纤5的振动信号；
4）步骤3）的振动信号每10秒进行一次均方根值计算，得到的值作为光缆是否受振动的阈值依据；
5）将步骤3）处理后的数字信号进行D/A转换，然后进行10-300HZ带通滤波，用于监听、录音输出；
6）如果步骤3）的振动信号超过步骤4）最近一次的阈值N倍以上，N的取值范围为5-30，则控制1xN光开关及连接该传感光纤的1x2光开关进行选通，使Φ-OTDR连接到该传感光纤上；
7）通过Φ-OTDR进行振动位置定位；
8）根据步骤6）和步骤7）结果预警上报受振动光缆及光缆受振动位置。
这种装置的优点是：采用多个成本低的单轴Sagnac干涉仪模块并行实时监测多个不同路由光缆的振动情况；通过光开关选通方式，多根被监测光缆共享一个成本高的Φ-OTDR模块进行光缆振动位置定位，使得监测一路光缆所需的平均费用大大降低。
本技术方案可在大型机械工程施工初期即能探测到光缆受工程施工引起的振动及受振动地点，从而及时派出光缆线路维护人员前往查探，并在需要时提醒工程施工人员小心施工，避免光缆受到破坏。
这种装置成本低、结构简单、适应性强、抗电磁干扰能力强，这种方法监测范围广、监测实时性强、故障响应快。通过这种装置及方法，可以探测到对地埋及管道敷设光缆受到破坏时产生的振动，并由此产生预警及告警位置定位。
附图说明
图1为实施例中装置的结构示意图。
图中，1.Φ-OTDR模块 2. 1xN光开关 3.单轴Sagnac干涉仪模块 4. 1x2光开关 5.传感光纤 6.光纤反射器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
参照图1，一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置，与现有技术不同的是，包括顺序连接的Φ-OTDR模块1、1xN光开关2、一组1x2光开关4、一组传感光纤5和一组光纤反射器6，其中，每个1x2光开关4连接有单轴Sagnac干涉仪模块3，Φ-OTDR模块1与1xN光开关2的公共端连接，1xN光开2的分支端分别连接每个1x2光开关4的一个分支端，每个单轴Sagnac干涉仪模块3分别连接1x2光开关4的另一个分支端，每个传感光纤5的近端分别连接一个1x2光开关4的公共端，每个传感光纤5的远端分别连接一个光纤反射器6。
所述1x2光开关4、传感光纤5、光纤反射器6和单轴Sagnac干涉仪模块3的数量相等。
所述的传感光纤5为地埋及管道敷设光缆中的任意一根光纤。
所述1xN光开关2连接N条被监测光缆中的N个传感光纤，分时连接到Φ-OTDR模块中,N的取值范围为2-64。
使用上述地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置的预警的方法，包括如下步骤：
1）单轴Sagnac干涉仪模块3向传感光纤5发出1微秒-50微秒固定脉宽的周期性光脉冲信号；
2）单轴Sagnac干涉仪模块3将传感光纤5后向散射及反射回来的信号进行自动增益放大、A/D转换，得到数字信号；
3）从步骤2）得到的数字信号中选取传感光纤5末端光纤反射器6反射的信号，然后进行数字滤波、数字放大，得到该传感光纤5的振动信号；
4）步骤3）的振动信号每10秒进行一次均方根值计算，得到的值作为光缆是否受振动的阈值依据；
5）将步骤3）处理后的数字信号进行D/A转换，然后进行10-300HZ带通滤波，用于监听、录音输出；
6）如果步骤3）的振动信号超过步骤4）最近一次的阈值N倍以上，N的取值范围为5-30，则控制1xN光开关2及连接该传感光纤的1x2光开关4进行选通，使Φ-OTDR连接到该传感光纤5上；
7）通过Φ-OTDR进行振动位置定位；
8）根据步骤6）和步骤7）结果预警上报受振动光缆及光缆受振动位置。

Claims (5)

1.一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置，其特征是，包括顺序连接的Φ-OTDR模块、1xN光开关、一组1x2光开关、一组传感光纤和一组光纤反射器，其中，每个1x2光开关连接有单轴Sagnac干涉仪模块，Φ-OTDR模块与1xN光开关的公共端连接，1xN光开的分支端分别连接每个1x2光开关的一个分支端，每个单轴Sagnac干涉仪模块分别连接1x2光开关的另一个分支端，每个传感光纤的近端分别连接一个1x2光开关的公共端，每个传感光纤的远端分别连接一个光纤反射器。
2.根据权利要求1所述的地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置，其特征是，所述
1x2光开关、传感光纤、光纤反射器和单轴Sagnac干涉仪模块的数量相等。
3.根据权利要求1所述的地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置，其特征是，所述的传感光纤为地埋及管道敷设光缆中的任意一根光纤。
4.根据权利要求1所述的地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置，其特征是，所述1xN光开关连接N条被监测光缆中的N个传感光纤，分时连接到Φ-OTDR模块中,N的取值范围为2-64。
5.使用权利要求1-权利要求4任意一项所述地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置的预警的方法，其特征是，包括如下步骤：
1）单轴Sagnac干涉仪模块向传感光纤发出1微秒-50微秒固定脉宽的周期性光脉冲信号；
2）单轴Sagnac干涉仪模块将传感光纤后向散射及反射回来的信号进行自动增益放大、A/D转换，得到数字信号；
3）从步骤2）得到的数字信号中选取传感光纤末端光纤反射器反射的信号，然后进行数字滤波、数字放大，得到该传感光纤的振动信号；
4）步骤3）的振动信号每10秒进行一次均方根值计算，得到的值作为光缆是否受振动的阈值依据；
5）将步骤3）处理后的数字信号进行D/A转换，然后进行10-300HZ带通滤波；
6）如果步骤3）的振动信号超过步骤4）最近一次的阈值N倍以上，N的取值范围为5-30，则控制1xN光开关及连接该传感光纤的1x2光开关进行选通，使Φ-OTDR连接到该传感光纤上；
7）通过Φ-OTDR进行振动位置定位；
8）依据步骤6）和步骤7）结果预警上报受振动光缆及光缆受振动位置。
CN201811322854.6A 2018-11-08 2018-11-08 一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置及方法 Active CN109150296B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811322854.6A CN109150296B (zh) 2018-11-08 2018-11-08 一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811322854.6A CN109150296B (zh) 2018-11-08 2018-11-08 一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109150296A CN109150296A (zh) 2019-01-04
CN109150296B true CN109150296B (zh) 2021-04-09

Family

ID=64808107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811322854.6A Active CN109150296B (zh) 2018-11-08 2018-11-08 一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109150296B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109765034A (zh) * 2019-03-20 2019-05-17 苏州珈全智能科技有限公司 一种φ-OTDR阈值自适应装置及方法
US10979140B2 (en) 2019-07-09 2021-04-13 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and apparatus for detecting operational conditions of an optical link in an optical network
CN110518969B (zh) * 2019-09-19 2024-01-16 桂林聚联科技有限公司 一种光缆振动的定位装置及方法
CN111912513B (zh) * 2020-07-14 2022-03-22 国家电网有限公司 一种基于φ-otdr的光缆沿线挖掘机施工事件的识别方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102425995A (zh) * 2011-11-22 2012-04-25 无锡成电光纤传感科技有限公司 同时测量静态/动态应变、温度的光纤传感器系统及方法
CN103595488A (zh) * 2013-10-24 2014-02-19 桂林聚联科技有限公司 一种光缆网络反窃听的装置及方法
CN104021645A (zh) * 2014-05-17 2014-09-03 桂林聚联科技有限公司 一种基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警方法及装置
CN104655591A (zh) * 2015-01-20 2015-05-27 北京奥普维尔科技有限公司 一种检测敲击位置的光缆普查装置及方法
CN105067104A (zh) * 2015-09-17 2015-11-18 天津大学 一种复合型光纤传感系统和传感方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BRPI1105981B1 (pt) * 2011-12-29 2020-01-21 Cemig Distribuicao S A aparato para complementação de modo de utilização de refletômetro óptico no domínio do tempo
US9575209B2 (en) * 2012-12-22 2017-02-21 Halliburton Energy Services, Inc. Remote sensing methods and systems using nonlinear light conversion and sense signal transformation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102425995A (zh) * 2011-11-22 2012-04-25 无锡成电光纤传感科技有限公司 同时测量静态/动态应变、温度的光纤传感器系统及方法
CN103595488A (zh) * 2013-10-24 2014-02-19 桂林聚联科技有限公司 一种光缆网络反窃听的装置及方法
CN104021645A (zh) * 2014-05-17 2014-09-03 桂林聚联科技有限公司 一种基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警方法及装置
CN104655591A (zh) * 2015-01-20 2015-05-27 北京奥普维尔科技有限公司 一种检测敲击位置的光缆普查装置及方法
CN105067104A (zh) * 2015-09-17 2015-11-18 天津大学 一种复合型光纤传感系统和传感方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
光缆线路定位关键技术研究;孙强;《铁道学报》;20150831;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109150296A (zh) 2019-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109150296B (zh) 一种地埋及管道敷设光缆的破坏预警装置及方法
WO2019172276A1 (ja) 光ファイバケーブル監視方法および光ファイバケーブル監視システム
CN104052542B (zh) 在线模式下检测otdr曲线末端事件定位光纤断点的方法
CN111964731A (zh) 一种管廊监测与告警装置及方法
US20230029221A1 (en) Galloping monitoring of overhead transmission lines using distributed fiber optic sensing
KR101446022B1 (ko) 광섬유 볼트 풀림 모니터링 시스템 및 방법
CN105114817A (zh) 基于光纤的油气管道监控系统
CN104021645A (zh) 一种基于分布式光缆传感的公路护栏碰撞告警方法及装置
TWI458953B (zh) 光纖水感知系統與方法
CN104378156A (zh) 一种对光缆故障点精确定位的方法及装置
US20230152543A1 (en) Impulse signal detection for buried cable protection using distributed fiber optic sensing
CN108318248A (zh) 基于光纤振动传感的轴承状态在线监测系统及方法
CN204578539U (zh) 一种对光缆故障点精确定位的装置
CN108809410B (zh) 光缆故障检测方法以及光缆故障检测系统
CN116665423B (zh) 一种电缆通道施工监测预警系统及方法
MX2015002157A (es) Metodo para monitorear una linea de suministro de energia electrica comprendida en un cable sismico, y correspondiente sistema, producto de programa de computacion y medio portador legible por computadora no transitorio.
CN202252874U (zh) 基于集成的光纤光栅簇的热流体检漏及定位系统
CN111710118A (zh) 在不改变现有线路下变电站之间用高敏光缆哨兵监控线路入侵系统
KR101125342B1 (ko) 링 타입 광 네트워크의 광선로 감시방법 및 광선로 감시장치
CN204461469U (zh) 一种光纤温度传感和振动传感共线融合系统
GB2583712A (en) Distributed acoustic sensor applications
WO2022185469A1 (ja) 工事検出装置、工事検出システム及び工事検出方法
CN114440141B (zh) 管道泄漏检测方法及系统
KR101865295B1 (ko) 단일 검출 신호를 이용한 케이블 결함 위치 검출 장치
CN203810062U (zh) 管道光纤报警联动系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant