CN204630587U - 一种辐射状管网监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辐射状管网监测装置，包括宽带激光光源（1）、光纤耦合器（2）、第一光纤反射装置（3）、光纤延迟线圈（4）、第二光纤反射装置（5）、第一相位调制器（6）、第二相位调制器（7）、第一光纤分路器（8）、第二光纤分路器（9）、波分复用器（10）、光接收装置（11）、采集器及计算机（12）；第二光纤反射装置（5）、光纤延迟线圈（4）、光纤耦合器（2）依次顺序连接；本实用新型解决了现有的应用于长途管道的光纤传感监测主机一般均只能监测单向1路或双向2路管线，无法做到同时监测呈辐射状蛛丝形的城市地下管网的问题。

Description

一种辐射状管网监测装置

技术领域

本实用新型属于地下管网安全监测技术，具体涉及一种分布式光纤传感技术应用到地下管网监测。

背景技术

随着我国城市基础建设的迅猛发展，地下管线的规模数量急剧增加，据统计，仅我国天津市地下管线总长度已近5万公里，此长度相当于绕地球一圈还多，整个国家的地下管线长度更是达到了惊人的地步。近年来由于人为破坏或第三方施工导致地下管线安全事故不断发生，给人民生活和国家财产带来严重的不利影响和损失，使得国家安全监管总局频频发文要求加强安全监测预警关键技术，加强地下管线的安全管理。

目前针对地下管网安全监测的有效技术手段尚为数不多，主要有红外线热传感成像技术，超声导波检测系统，基于RFID技术的无线传感监测系统。其中红外线热传感成像技术，超声导波检测系统都只是一种巡线检测手段，不能做到实时监测，且该类设备大多为进口设备，价格非常昂贵；基于RFID技术的无线传感监测系统受地下管线复杂度的影响，如地下管线光种类就分排水、供电、排水、电力、通讯、燃气、输油、热力、有线电视等各种类型，每一种管线的埋深、介质、安装环境都不尽相同，因而RFID无线传感技术只能适用于某些环境下某一类管线的安全监测，其应用受到较大限制。

近年来随着光纤传感技术的发展，其应用已逐步延伸到地下管线的安全监测。现有技术中，专利CN1932369(申请号200610113044.0)，将光纤传感技术应用于长输油气管道的安全监测。由于光纤材料为玻璃，耐腐蚀，抗电磁干扰，适于在易燃易爆、潮湿水下等恶劣环境下应用，易于组网，因而几乎能适于每种环境类型的地下管线监测。然而现有的应用于长途管道的光纤传感监测主机一般均只能监测单向1路管线或者双向2路管线，无法做到同时监测呈辐射状蛛丝形的城市地下管网，局限性很大，应对措施一般为增加主机数量，这无疑使成本大幅上升。

实用新型内容

本实用新型提出一种辐射状管网监测装置，解决了现有的应用于长途管道的光纤传感监测主机一般均只能监测单向1路或双向2路管线，无法做到同时监测呈辐射状蛛丝形的城市地下管网的问题，实现同时监测辐射状多路地下管线的目的。

本实用新型技术方案如下：

一种辐射状管网监测装置，包括宽带激光光源（带宽在40nm以上）、光纤耦合器、第一光纤反射装置、光纤延迟线圈、第二光纤反射装置、第一相位调制器、第二相位调制器、第一光纤分路器、第二光纤分路器、波分复用器、光接收装置、采集器及计算机；

第二光纤反射装置、光纤延迟线圈、光纤耦合器依次顺序连接，宽带激光光源、第一光纤反射装置、第一相位调制器、第二相位调制器、波分复用器均与光纤耦合器相连接，采集器及计算机通过光接收装置与波分复用器相连接，第一相位调制器、第二相位调制器分别与第一光纤分路器、第二光纤分路器相连接；

第一光纤分路器、第二光纤分路器均分别连接若干个光纤光栅。辐射状管网监测装置的设备之间均通过光纤连接。

一种辐射状管网监测装置，宽带激光光源为ASE光源。

与第一光纤分路器相连接的光纤光栅的数目为n，与第二光纤分路器相连接的光纤光栅的数目为N；波分复用器输出端数量为m，则m=max(n, N)，n和N值可以相等，也可以不相等；光纤分路器对应的各光纤光栅反射中心波长与光纤分路器对应的个光纤光栅反射中心波长可以一样，也可以不一样。其中，m、n、N均为自然数，一般小于18。

光纤耦合器为3*3一次拉锥型，能够功率均分。

第一光纤分路器、第二光纤分路器均为PLC型。

与现有技术相比，本实用新型包括以下有益效果：

1、解决了现有的应用于长途管道的光纤传感监测主机一般均只能监测单向1路或双向2路管线，无法做到同时监测呈辐射状蛛丝形的城市地下管网的问题；

2、能够采用普通室外通信光缆作为传感介质，降低成本的同时，可以适应几乎所有类型的城市地下管线的安装环境；

3、由于采用了相位载波调制解调技术光纤耦合器的两个传感输出端均得到了充分利用，使监测线路数量增加了1倍；且光纤耦合器的两个传感输出端对应的两个光纤反射装置（第一光纤反射装置和第二光纤反射装置）的中心波长可以一样，这样两条线路就可以共用光接收装置的1个通道和采集器的1个通道，大幅节约了成本；

4、由于光纤耦合器的两个传感输出端均可以再连接光纤分路器，这为以后的线路数量增加扩容留下了充足的空间。

附图说明

图1为本实用新型一种辐射状管网监测装置结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案、优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

以下将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本实用新型的一部分实例，并不是全部的实例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，一种辐射状管网监测装置，包括宽带激光光源1（带宽在40nm以上）、光纤耦合器2、第一光纤反射装置3、光纤延迟线圈4、第二光纤反射装置5、第一相位调制器6、第二相位调制器7、第一光纤分路器8、第二光纤分路器9、波分复用器10、光接收装置11、采集器及计算机12；宽带激光光源1为ASE光源。

第二光纤反射装置5、光纤延迟线圈4、光纤耦合器2依次顺序连接，宽带激光光源1、第一光纤反射装置3、第一相位调制器6、第二相位调制器7、波分复用器10均与光纤耦合器2相连接，采集器及计算机12通过光接收装置11与波分复用器10相连接，第一相位调制器6、第二相位调制器7分别与第一光纤分路器8、第二光纤分路器9相连接。

第一光纤分路器8、第二光纤分路器9的分线端分别连接若干个光纤光栅。第一光纤分路器8连接n个光纤光栅，第二光纤分路器9连接N个光纤光栅。

附图1中设备间的连接线为光纤，其中 PLC型第一光纤分路器8至 光纤光栅8-1、8-n之间的光纤形式为室外通信光缆，宽带激光光源1 至光纤耦合器2 、波分复用器10至光纤耦合器2的光纤形式为室内光纤跳线；虚线部分为电缆。

n和N值可以相等，也可以不相等；波分复用器10输出端数量为m ，m=max(n,N)；光纤分路器8对应的8.1-8.n的各光纤光栅反射中心波长与光纤分路器9对应的9.1-9.N的个光纤光栅反射中心波长可以一样，也可以不一样。n、N、m均为自然数，小于18。

光纤耦合器2为3*3一次拉锥型，能够功率均分。

第一光纤反射装置3、第二光纤反射装置5均为法拉第旋转反射镜，中心波长1550nm；

光纤延迟线圈4为G652D光纤，5km。

第一相位调制器6、第二相位调制器7均为铌酸锂型，1550nm波段，带可调频率驱动源。

第一光纤分路器8、第二光纤分路器9均为PLC型。

波分复用器10为DWDM密集波分型。

光接收装置11为PIN-FET光电放大组件。

采集器及计算机12中的采集器型号为美国NI公司生产的PCI-，计算机为研华工控机。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种辐射状管网监测装置，其特征在于，包括宽带激光光源（1）、光纤耦合器（2）、第一光纤反射装置（3）、光纤延迟线圈（4）、第二光纤反射装置（5）、第一相位调制器（6）、第二相位调制器（7）、第一光纤分路器（8）、第二光纤分路器（9）、波分复用器（10）、光接收装置（11）、采集器及计算机（12）；

所述第二光纤反射装置（5）、光纤延迟线圈（4）、光纤耦合器（2）依次顺序连接，所述宽带激光光源（1）、第一光纤反射装置（3）、第一相位调制器（6）、第二相位调制器（7）、波分复用器（10）均与光纤耦合器（2）相连接，所述采集器及计算机（12）通过光接收装置（11）与波分复用器（10）相连接，所述第一相位调制器（6）、第二相位调制器（7）分别与第一光纤分路器（8）、第二光纤分路器（9）相连接；

所述第一光纤分路器（8）、第二光纤分路器（9）的分线端分别连接若干个光纤光栅。

2.根据权利要求1所述的一种辐射状管网监测装置，其特征在于，所述宽带激光光源（1）为ASE光源。

3.根据权利要求1所述的一种辐射状管网监测装置，其特征在于，与所述第一光纤分路器（8）相连接的光纤光栅的数目为n，与第二光纤分路器（9）相连接的光纤光栅的数目为N；波分复用器（10）输出端数量为m，则m=max(n，N)。

4.根据权利要求1所述的一种辐射状管网监测装置，其特征在于，所述光纤耦合器（2）为3*3一次拉锥型耦合器。

5.根据权利要求1所述的一种辐射状管网监测装置，其特征在于，所述第一光纤分路器（8）、第二光纤分路器（9）均为PLC型。