CN216283311U - 一种近岸海底电缆形状高精度实时监测感知系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种近岸海底电缆形状高精度实时监测感知系统，涉及海底电缆检测装置领域。近岸区域海底电缆由于要考虑海浪、潮汐、碎石撞击、极端天气和海水腐蚀等自然环境引起的风险，还要考虑渔网、漂浮物、海上平台及船锚等人为因素造成的风险，对其监测非常困难。本系统包括主控计算机、蓄电池、光纤布拉格光栅串、光谱仪、激光光源和光环形器。当海底电缆的形状发生变化，形变传递给光纤布拉尔光栅串，引起光纤布拉格光栅上的栅距变化，改变光纤布拉格光栅反射的光波长，光谱仪能够读取反射的光波长变化并将数据传输给主控计算机进行分析与记录，以此来实时判断海底电缆的健康状况，可有效实现对近岸海底电缆形状的高精度实时监测感知。

Description

一种近岸海底电缆形状高精度实时监测感知系统

技术领域

本实用新型涉及海底电缆检测装置领域，尤其涉及一种近岸海底电缆形状高精度实时监测感知系统。

背景技术

近年来，随着国际海洋能源传输与涉海洋设备应用领域的迅猛发展，在近大陆岛屿、海上工作平台、海上风力发电、海底监测设备等应用领域对“海底电缆应用技术”要求逐年增加。“海底电缆应用技术”也是当下国际海洋能源传输与涉海洋设备应用领域的研究热点，我国在海岛资源开发、海上工作平台搭建、海洋能源采集与传输和海底监控检测设备工作领域受到该项技术的严重制约。同时，我国电力系统正在快速发展和逐步完善，对海底电缆的需求得到了极大的提高。特别是近年来近大陆岛屿开发与海上风电项目的迅速发展，推动了海底电缆的应用与升级。

在海底电缆应用迅速提升的当下，海底电缆的安全问题也逐步浮现。海底电缆的铺设极为困难，陆地电缆相较于海底电缆，几乎完全铺设在地下，其施工难度较低安全性高，埋设陆地电缆的线路上容易设置明显的标识，能够有效避免因土地施工导致电缆的失效与损毁。海底电缆在铺设与使用过程中，部分电缆直接裸露或半掩埋于滩涂与碎石滩上，缺乏有效的覆盖与固定保护，在其诸多的铺设场景中，特别是近岸区域的海底电缆存在极大的运行风险，海水浑浊难以受到有效关注，近岸海况导致相应的警示标识难以起效。近岸区域海底电缆既要考虑海浪、潮汐、碎石撞击、极端天气和海水腐蚀等自然环境引起的风险，还要考虑渔网、漂浮物、海上平台及船锚等人为因素造成的风险。因此，如何实现对近岸海底电缆状态的实时监测变得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种近岸海底电缆形状高精度实时监测感知系统，以实现对近岸海底电缆形状的高精度实时监测感知为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种近岸海底电缆形状高精度实时监测感知系统，包括主控计算机、蓄电池、光纤布拉格光栅串、光谱仪、激光光源和光环形器，所述的光谱仪、激光光源和主控计算机均与蓄电池连接以获取电源，所述的主控计算机与光谱仪连接，所述的激光光源通过通信光纤与光环形器连接，所述的光谱仪通过通信光纤与光环形器的反馈端连接，所述的光环形器的光输出端通过通信光纤与光纤布拉格光栅串连接。

系统能够在近岸海底电缆上进行快速铺设，通过固定装置将光纤布拉格光栅串固定于海底电缆表面，蓄电池提供整个系统的电能，主控计算机负责光谱仪的驱动与数据采集，激光光源为系统提供可调的光源，光环形器能够控制光传播的方向，通信光纤用于连接光环形器与光线布拉格光栅串，将光纤布拉格光栅串固定在海底电缆的近岸部分上之后，当海底电缆的形状发生变化，形变将传递给光纤布拉尔光栅串，引起光纤布拉格光栅上的栅距变化，改变光纤布拉格光栅反射的光波长，光谱仪能够读取反射的光波长变化并将数据传输给主控计算机进行分析与记录，以此来实时判断海底电缆的健康状况，可有效实现对近岸海底电缆形状的高精度实时监测感知。

作为优选技术手段：所述的光纤布拉格光栅串的外表覆盖有热缩保护层。热缩保护层可有效实现对光纤布拉格光栅串的保护，带热缩保护层的光纤布拉格光栅串可长久的应用在海水环境中，不容易被潮汐、海浪、海水侵蚀，寿命长。

有益效果：本系统可方便地独立安装，易于维护；带热缩保护层的光纤布拉格光栅串可长久的应用在海水环境中，不容易被潮汐、海浪、海水侵蚀，寿命长；本系统可方便地实现对海底电缆的健康状况的实时判断，有效实现对近岸海底电缆形状的高精度实时监测感知。

附图说明

图1是本实用新型连接原理图。

图2是本实用新型中光纤布拉格光栅串的结构示意图。

图中：1、主控计算机；2、蓄电池；3、光纤布拉格光栅串；4、光谱仪；5、激光光源；6、光环形器；7、热缩保护层。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1所示，一种近岸海底电缆形状高精度实时监测感知系统，包括主控计算机1、蓄电池2、光纤布拉格光栅串3、光谱仪4、激光光源5和光环形器6，光谱仪4、激光光源5和主控计算机1均与蓄电池2连接以获取电源，主控计算机1与光谱仪4连接，激光光源5通过通信光纤与光环形器6连接，光谱仪4通过通信光纤与光环形器6的反馈端连接，光环形器6的光输出端通过通信光纤与光纤布拉格光栅串3连接。

为了在海水环境中的长久使用，如图2所示，光纤布拉格光栅串3的外表覆盖有热缩保护层7。热缩保护层7可有效实现对光纤布拉格光栅串3的保护，带热缩保护层7的光纤布拉格光栅串3可长久的应用在海水环境中，不容易被潮汐、海浪、海水侵蚀，寿命长。

系统能够在近岸海底电缆上进行快速铺设，通过固定装置将光纤布拉格光栅串3固定于海底电缆表面，蓄电池2提供整个系统的电能，主控计算机1负责光谱仪4的驱动与数据采集，激光光源5为系统提供可调的光源，光环形器6能够控制光传播的方向，通信光纤用于连接光环形器6与光线布拉格光栅串，将光纤布拉格光栅串3固定在海底电缆的近岸部分上之后，当海底电缆的形状发生变化，形变将传递给光纤布拉尔光栅串，引起光纤布拉格光栅上的栅距变化，改变光纤布拉格光栅反射的光波长，光谱仪4能够读取反射的光波长变化并将数据传输给主控计算机1进行分析与记录，以此来实时判断海底电缆的健康状况，可有效实现对近岸海底电缆形状的高精度实时监测感知。

以上图1-2所示的一种近岸海底电缆形状高精度实时监测感知系统是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型的实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (2)

1.一种近岸海底电缆形状高精度实时监测感知系统，其特征在于：包括主控计算机(1)、蓄电池(2)、光纤布拉格光栅串(3)、光谱仪(4)、激光光源(5)和光环形器(6)，所述的光谱仪(4)、激光光源(5)和主控计算机(1)均与蓄电池(2)连接以获取电源，所述的主控计算机(1)与光谱仪(4)连接，所述的激光光源(5)通过通信光纤与光环形器(6)连接，所述的光谱仪(4)通过通信光纤与光环形器(6)的反馈端连接，所述的光环形器(6)的光输出端通过通信光纤与光纤布拉格光栅串(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种近岸海底电缆形状高精度实时监测感知系统，其特征在于：所述的光纤布拉格光栅串(3)的外表覆盖有热缩保护层(7)。

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