[go: up one dir, main page]

CN111103067A - 基于单模光纤的电缆沟温度监测方法和系统 - Google Patents

基于单模光纤的电缆沟温度监测方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111103067A
CN111103067A CN201911360342.3A CN201911360342A CN111103067A CN 111103067 A CN111103067 A CN 111103067A CN 201911360342 A CN201911360342 A CN 201911360342A CN 111103067 A CN111103067 A CN 111103067A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cable
temperature
tested
light
scattered light
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.)
Pending
Application number
CN201911360342.3A
Other languages
English (en)
Inventor
符晓洪
罗伟明
范伟松
吴自强
斯荣
孙嘉杰
李炳璋
厉冰
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.)
Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Power Supply Bureau 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 Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd filed Critical Shenzhen Power Supply Bureau Co Ltd
Priority to CN201911360342.3A priority Critical patent/CN111103067A/zh
Publication of CN111103067A publication Critical patent/CN111103067A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G01K1/024—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers for remote indication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G01K11/324—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres using Raman scattering

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于单模光纤的电缆沟温度监测方法，应用于电缆沟温度检测系统，所述电缆沟温度检测系统包括与待测电缆同沟设置的单模光纤，所述方法包括：向所述单模光纤耦合预设功率的激光信号以在所述单模光纤中产生拉曼散射光；接收所述拉曼散射光，并对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取携带温度信息的反斯托克斯散射光；根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取沿所述待测电缆分布的温度信息；当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号，可以对长距离待测电缆的温度进行自动监测，可避免了额外铺设多模测温光缆的重复投入和浪费。

Description

基于单模光纤的电缆沟温度监测方法和系统
技术领域
本发明涉及温度监测技术领域，特别是涉及基于单模光纤的电缆沟温度监测方法和系统。
背景技术
电缆沟内的电缆分布广、距离长，火灾引发电缆断裂、短路，设备跳闸、停电等故障既给电力用户造成了经济损失，也对电网安全运行构成了严重威胁
传统的，电力电缆的温度监测方法可以基于感温电缆式测温系统，感温电缆内部涂有两根或两根以上的热绝缘材料的弹性钢丝，当监测到的外部环境温度达到绝缘材料预定融化温度是，电缆绝缘层将受到损坏而短路。但是，该系统的安装维护工作不便，其监测距离短、容易受电磁干扰。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种基于单模光纤的电缆沟温度监测方法和系统，可以对长距离待测电缆的温度进行自动监测，可避免了额外铺设多模测温光缆的重复投入和浪费。
一种基于单模光纤的电缆沟温度监测方法，应用于电缆沟温度检测系统，所述电缆沟温度检测系统包括与待测电缆同沟设置的单模光纤，所述方法包括：
向所述单模光纤耦合预设功率的激光信号以在所述单模光纤中产生拉曼散射光；
接收所述拉曼散射光，并对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取携带温度信息的反斯托克斯散射光；
根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取沿所述待测电缆分布的温度信息；
当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号。
所述根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取所述待测电缆的温度信息前，还包括：
对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取斯托克斯散射光；
根据所述斯托克斯散射光和反斯托克斯光来消除所述单模光纤中的随机损耗。
在其中一个实施例中，所述根据所述斯托克斯散射光和反斯托克斯光来消除所述单模光纤中的随机损耗，包括：
获取所述反斯托克斯光与所述斯托克斯散射光的光强比值；
根据所述光强比值消除所述单模光纤中的随机损耗。
在其中一个实施例中，所述当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号前，还包括：
构建预设温度修正模型；
根据所述预设温度修正模型对所述待测电缆每个温度测试点的所述温度信息进行校正。
在其中一个实施例中，所述构建所述预设温度修正模型，包括：
基于温度传感器获取所述待测电缆在多个所述温度测试点距离所述待测电缆的不同预设距离处的多个校准温度；
在每所述温度测试点，建立所述预设距离与所述校准温度的对应关系；
根据在多个所述温度测试点各自对应的预设距离和校准温度的对应关系构建预设温度修正模型。
在其中一个实施例中，所述当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号，包括：
当沿所述待测电缆分布的任一温度信息高于预设温度时，则定位所述待测电缆的温度异常点并输出所述警报信号，所述警报信号携带所述待测电缆的温度异常点的位置信息。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
根据所述待测电缆的分布信息绘制所述待测电缆的虚拟地图；
在所述虚拟地图上显示沿所述待测电缆分布的温度信息。
本申请实施例还提供一种基于单模光纤的电缆沟温度检测系统，其特征在于，用于对所述待测电缆的温度信息进行检测，所述系统包括：
单模光纤，与所述待测电缆同沟设置；
光源模块，与所述单模光纤耦合连接，用于向所述单模光纤耦合预设功率的激光信号以在所述单模光纤中产生拉曼散射光；
光探测模块，与所述单模光纤耦合连接，用于接收所述拉曼散射光，并对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取携带温度信息的反斯托克斯散射光，并实现光电转换；
处理模块，分别与所述光源模块、光探测模块连接，用于根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取沿所述待测电缆分布的温度信息，并当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报指令；
报警模块，与所述处理模块连接，用于接收所述警报指令，并根据所述警报指令执行声光报警操作。
在其中一个实施例中，所述处理模块包括：
转换单元，与所述光探测模块连接，用于接收电信号，对所述电信号进行模数转换；
处理单元，与所述转换单元连接，用于根据模数转换的电信号获取沿所述待测电缆分布的温度信息；
光时域反射处理单元，与所述光源模块、光探测模块连接，用于定位所述待测电缆的温度异常点以获取所述温度异常点的位置信息。
在其中一个实施例中，所述系统还包括：
地图显示模块，与所述光时域反射处理单元连接，用于根据所述待测电缆的分布信息绘制所述待测电缆的虚拟地图；将所述位置信息标注在所述虚拟地图上，并显示标注后的所述虚拟地图。
上述基于单模光纤的电缆沟温度监测方法和系统，可向所述单模光纤耦合预设功率的激光信号以在所述单模光纤中产生拉曼散射光；接收所述拉曼散射光，并对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取携带温度信息的反斯托克斯散射光；根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取沿所述待测电缆分布的温度信息；当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号。其中，该单模光纤为标准多芯通讯光缆的一芯光纤，可轻松实现光缆资源的共用，避免了额外铺设多模测温光缆的重复投入和浪费，同时可以对长距离待测电缆的温度进行自动监测，提升了报警性能，同时大大降低了人工参与，降低了人力成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来将，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为一个实施例中基于单模光纤的电缆沟温度监测方法的流程图；
图2为一个实施例中构建所述预设温度修正模型的流程图；
图3为一个实施例中基于单模光纤的电缆沟温度监测方法的结构框架图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
本申请实施例提供一种基于单模光纤的电缆沟温度监测方法，该方法应用于电缆沟温度检测系统，所述电缆沟温度检测系统包括与待测电缆同沟设置的单模光纤。当用该单模光纤作为温度检测的感温介质时，可以采用标准多芯通讯光缆，其单模光纤仅占用该多芯通讯光缆的一芯光纤，其余芯可供拓展光通讯所用，可继续用于基于光纤振动传感技术的电缆防盗定位监测系统等安全监测系统功能的拓展兼容。常规标准多芯通讯光缆多为4～96芯，基于单模光纤的电缆沟温度监测方法只占用多芯通讯光缆中的一芯光纤，可轻松实现光缆资源的共用，避免了单独铺设多模测温光缆的重复投入和浪费。同时，而基于单模光纤的温度监测，由于单模光纤的通讯优势具有更稳定的性能、更长的监测距离、与光通讯线路兼容、适应复合线缆的发展趋势、更广阔的应用范围等优势。有利用在大范围应用时降低系统复杂度，减少投入成本，同时也为系统扩容预留空间。
如图1所示，在其中一个实施例中，基于单模光纤的电缆沟温度监测方法，包括步骤102-步骤108。其中，
步骤102，向所述单模光纤耦合预设功率的激光信号以在所述单模光纤中产生拉曼散射光。
在其中一个实施例中，可以基于单模光纤的电缆沟温度系统(在本申请实施例中简称为系统)的光源模块发射预设功率的激光信号。其中，该光源模块用于发射激光信号，该光源模块与单模光纤耦合连接，可将发射的激光信号耦合至该单模光纤，并在该单模光纤内传输。其中，激光信号可以为窄线宽激光脉冲光。当该窄线宽激光脉冲光的脉冲功率达到一定阈值后，单模光纤内就会产生拉曼散射光(Raman scattering light)。
激光信号和光纤分子的相互物理作用就会产生拉曼散射光。具体地，是光子和物质分子碰撞时，在光子运动方向发生改变的同时，将部分能量转给物质分子或从物质分子得到能量，均使光子能量发生改变。前者使光子能量减少，波长比入射光更长；后者使光子能量增加，波长比入射光更短，这两种光均称之为拉曼散射光。
步骤104，接收所述拉曼散射光，并对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取携带温度信息的反斯托克斯散射光。
当激光信号在单模光纤中产生拉曼散射光时，系统的光探测模块就会对应接收反射回的拉曼散射光，并对接收的所述拉曼散射光进行解调分离，可分解为不同波长的斯托克斯光和反斯托克斯光。其中，在拉曼散射光中，把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。反斯托克斯光的强度与传输介质的温度强相关，而斯托克斯光的强度与传输介质的温度弱相关。
步骤106，根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取沿所述待测电缆分布的温度信息。
在其中一个实施例中，该系统可以根据发射的激光信号和接收的反斯托克斯光这两束光信号，计算出沿该单模光纤分布的温度曲线。由于，该单模光纤与该待测电缆同沟设置，且彼此平行且紧密布放，可以将该单模光纤分布的温度曲线作为沿该待测电缆分布的温度信息。
具体地，可以基于通过对激光信号和接收的反斯托克斯光这两束光信号进行光电转换、数模转换等处理和对比计算得出温度沿光纤的分布曲线。示例性的，沿单模光纤，可每个10cm设置一个测试点，其获取的沿该单模光纤分布的温度曲线的步进为10cm。
步骤108，当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号。
系统可以根据获取该待测电缆的温度信息，并将获取的温度信息与温度阈值进行比较，当该温度信息高于该温度阈值时，可表明该待测电缆的温度信息异常，此时可以对应输出相应的警报信号，以提示维护人员对该电缆进行排查，以消除温度过高而引起的安全隐患。
上述实施例中的基于单模光纤的电缆沟温度监测方法，包括：向所述单模光纤耦合预设功率的激光信号以在所述单模光纤中产生拉曼散射光；接收所述拉曼散射光，并对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取携带温度信息的反斯托克斯散射光；根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取沿所述待测电缆分布的温度信息；当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号。其中，该单模光纤为标准多芯通讯光缆的一芯光纤，可轻松实现光缆资源的共用，避免了额外铺设多模测温光缆的重复投入和浪费，同时可以对长距离待测电缆的温度进行自动监测，提升了报警性能，同时大大降低了人工参与，降低了人力成本。
在其中一个实施例中，所述当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号，包括：当沿所述待测电缆分布的任一温度信息高于预设温度时，则定位所述待测电缆的温度异常点并输出所述警报信号，所述警报信号携带所述待测电缆的温度异常点的位置信息的步骤。
在其中一个实施例中，所述根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取所述待测电缆的温度信息前，还包括：对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取斯托克斯散射光；根据所述斯托克斯散射光和反斯托克斯光来消除所述单模光纤中的随机损耗。
其中，随机损耗可包括光纤侧面收到不均匀压力，轴向上发生微米级弯曲，造成纤芯与包层界面微小凹凸，而产生的微弯损耗；光纤弯曲的曲率半径较小，光泄露到包层中产生的弯曲损耗等。
该方法可以根据斯托克斯散射光和反斯托克斯光来消除所述单模光纤中的随机损耗，具体包括：获取所述反斯托克斯光与所述斯托克斯散射光的光强比值；根据所述光强比值消除所述单模光纤中的随机损耗。具体地，随机损耗对斯托克斯光和反斯托克斯光的影响是相同，由于该反斯托克斯光携带了单模光纤的温度信息，则对应获取反斯托克斯光的第一光强信息，获取斯托克斯光的第二光强信息，并计算第一光强信息和第二光强信息的光强比值，继而可以根据该光强比值来消除单模光纤中的随机损耗。
在其中一个实施例中，所述当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号前，还包括：构建预设温度修正模型，并根据所述预设温度修正模型对所述电缆每个温度测试点的所述温度信息进行校正。也即，当获取待测电缆每个温度测试点的温度信息时，可以基于预设温度修正模型对所获取的温度信息进行校正，以提高所测待测电缆的温度信息的精准度。
具体地，构建所述预设温度修正模型，包括步骤202-步骤208。其中：
步骤202，基于温度传感器获取沿所述待测电缆分布的多个温度测试点距离所述待测电缆的不同预设距离处的多个校准温度。
沿待测电缆可设置多个温度测试点，该温度测试点的数量少于或等于单模光光纤的测试点，且每个温度测试点都能够与单模光纤的测试点对应设置。具体地，温度测试点的设置可以根据待测电缆的周边的环境来设置，例如，在商业、人流量大的区域温度测试点的设置可以密集些，在人流量、建筑物少的区域温度测试点的设置可以稀疏些。示例性的，若单模光纤中设置的N个测试点，相邻两个测试点的间距相等，且均为10cm，则可将N个测试点中的任意M个作为待测电缆的温度测试点，其中，N大于或等于M，且M个温度测试点的分布可根据待测电缆的周边的环境来设置，也即，相邻两个温度测试点的间距可以相等，也可以不相等。在本申请中，对M个温度测试点的选取不做进一步的限定。
示例性的，可将M个温度测试点分别记为T1-TM,其中，第i个温度测试点用Ti表示。可在每个温度测试点，布置温度传感器来测量待测电缆在当前测量点所在区域的校准温度。具体的，在每个测量点，可将温度传感器放置在距离该待测电缆的不同预设距离处，测量对应的校准温度。示例性的，预设距离可为0、1cm、2cm、3cm、4cm等等。当预设距离为Q个时，其在同一温度测量点Ti处，对应获取Q个不同预设距离的校准温度。
需要说明的是，预设距离指的距离待测电缆的最短距离，其中，温度测试点设置在待测电缆上。当预设距离为0时，其温度传感器设置在该待测电缆的温度测试点。
步骤204，在每一所述温度测试点，建立所述预设距离与所述校准温度的对应关系。
在其中一个实施例中，从多个所述校准温度中删除高于温度阈值的校准温度，并将剩余的所述校准温度作为数据集。在该数据集中，在每个温度测试点Ti，建立预设距离与所述校准温度的对应关系。具体的，该对应关系可以用Ti(t)＝fi(D)*L，其中，fi(D)为当前温度测试点的系数，L为预设距离，Ti(t)为预设距离处的校准温度。fi(D)可以为一个固定的数值，也可以为变量。由于温度测试点所处的环境不同，不同温度测试点处对应的fi(D)系统也可以不同。
其中，温度阈值可以理解为电缆的温度值介于正常值与异常值之间的临界值。通过删除高于温度阈值的校准温度可以使得数据集的所有校准温度均为正常范围内的温度，使其建立的对应关系更为精准。
步骤206，根据在多个所述温度测试点各自对应的预设距离和校准温度的对应关系构建预设温度修正模型。
系统可以对应获取不同温度测试点处的预设距离与所述校准温度的对应关系，也即可以对应获取T1(t)＝f1(D)*L、T2(t)＝f2(D)*L、Ti(t)＝fi(D)*L、…、TM(t)＝fM(D)*L。系统可以根据获取的M个对应关系Ti(t)＝fi(D)*L构建预设温度修正模型。其中，构建的预设温度修正模型中可包括温度测试点、预设距离以及校准温度三者之间的对应关系。示例性的，该对应关系可以通过曲线拟合来获取，该包括三个参量的对应关系曲线的形式可以采用各种曲线形式。
在其中一个实施例中，当基于单模光纤获取的待测电缆的温度信息后，可以基于该预设温度修正模型对待测电缆每个温度测试点的温度信息进行校正。
具体地，系统可以对应获取单模光纤在每个测试点的温度信息，以及获取单模光纤与待测电缆之间的距离信息，并称之为第一距离。基于预设温度修正模型，确定与第一距离和每个测试点对应的校准温度，可根据校准温度来校准所获取的温度信息。示例性的，系统可对应获取沿单模光纤分布的温度信息的温度曲线。当单模光纤与待测电缆之间的距离为第一距离时，可以对应获取预设温度修正模型中在第一距离出的分布在各个温度测试点的校准温度曲线。系统可以根据该校准温度曲线来对温度曲线进行校正。示例性的，可以比较校准温度曲线和温度曲线，并筛选出两个曲线中的走势相同的区域，并获取该区域的两个曲线的差值，并将该差值作为温度信息的补偿量，进而根据该补偿量对测得的温度信息进行补偿校准。
本实施例中，该方法可以根据预设温度修正模型来对所测的待测电缆的温度信息进行校准，以提高温度信息的准确性，进而提高预警的准确性。
在其中一个实施例中，系统可以基于光时域反射定位原理定位出待测电缆的温度异常点。具体的，激光信号在单模光纤中传输时，在不同位置产生的反斯托克斯光由单模光纤反射到达光探测器的时间不同，将反斯托克斯光到达探测器与激光器发出光脉冲激光信号的时间差乘以光在单模光纤中的传输速度再除以2，即可得到反斯托克斯光在单模光纤上的位置。进而，就可以对应定位出所述待测电缆的温度异常点。
当定位出该温度异常点时，可以对应的输出警报信号，同时，该警报信号中携带了该待测电缆的温度异常点的位置信息。其中，该位置信息也可以用单模光纤的测试点来表示。
在其中一个实施例中，警报信号可以以声、光、图像等的形式呈现，在本申请中，对警报信号的具体形式不做进一步的限定。
在本实施例中，该方法可以定位出温度异常点，并在警报信号中携带了该温度异常点的位置信息，可以使得维护人员快速定位温度异常点，继而对该温度异常点进行维护处理，避免因温度过高而引发安全事故的发生。
在其中一个实施例中，基于单模光纤的电缆沟温度监测方法，还包括：根据所述待测电缆的分布信息绘制所述待测电缆的虚拟地图；将所述位置信息标注在所述虚拟地图上，并显示标注后的所述虚拟地图的步骤。
具体的，系统还可以根据待测电缆的分布信息绘制待测电缆的虚拟地图。其中，虚拟地图中可包括待测电缆的型号、通讯参数、铺设线路、铺设线路周围的环境(例如，建筑物、商铺等)等等信息。当待测电缆的温度出现异常时，可以定位出该温度异常点，并将该温度异常点的位置信息标志在该虚拟地图，进而将该标注了温度异常点的虚拟地图显示出来，可以供维修人员快速在该虚拟地图上找到给温度异常点。
本申请实施例还提供一种基于单模光纤的电缆沟温度检测系统，用于对所述待测电缆的温度信息进行检测。如图3所示，在其中一个实施例中，所述系统包括：单模光纤310、光源模块320、光探测模块330、处理模块340和报警模块350。
单模光纤310，与所述待测电缆同沟设置。当用该单模光纤310作为温度检测的感温介质时，可以采用标准多芯通讯光缆，其单模光纤310仅占用该多芯通讯光缆的一芯光纤，其余芯可供拓展光通讯所用，可继续用于基于光纤振动传感技术的电缆防盗定位监测系统等安全监测系统功能的拓展兼容。常规标准多芯通讯光缆多为4～96芯，基于单模光纤310的电缆沟温度监测方法只占用多芯通讯光缆中的一芯光纤，可轻松实现光缆资源的共用，避免了单独铺设多模测温光缆的重复投入和浪费。
光源模块320，与所述单模光纤310耦合连接，用于向所述单模光纤310耦合预设功率的激光信号以在所述单模光纤310中产生拉曼散射光。该光源模块320用于发射激光信号，该光源模块320与单模光纤310耦合连接，可将发射的激光信号耦合至该单模光纤310，并在该单模光纤310内传输。其中，激光信号可以为窄线宽激光脉冲光。当该窄线宽激光脉冲光的脉冲功率达到一定阈值后，单模光纤310内就会产生拉曼散射光(Raman scatteringlight)。示例性的，该光源模块320可以为脉冲激光器，该脉冲激光器可以发射预设功率且稳定的脉冲光。
光探测模块330，与所述单模光纤310耦合连接，用于接收所述拉曼散射光，并对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取携带温度信息的反斯托克斯散射光。示例性的，该光探测模块330可以为光电探测器，能将接收的光信号转换为电信号，进而输出该处理模块340进行处理。
处理模块340，分别与所述光源模块320、光探测模块330连接，用于根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取沿所述待测电缆分布的温度信息，并当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报指令。
报警模块350，与所述处理模块340连接，用于接收所述警报指令，并根据所述警报指令执行声光报警操作。示例性的，该报警模块350可包括显示单元、发光单元、扬声器等能够执行声光报警操作的器件。其中，报警信号可以以声、光、图像的形式呈现出来。
需要说明的是，单模光纤310与光源模块320、光探测模块330均可以通过同一个耦合器进行耦合连接。
上述基于单模光纤310的电缆沟温度检测系统，单模光纤310为标准多芯通讯光缆的一芯光纤，可轻松实现光缆资源的共用，避免了单独铺设多模测温光缆的重复投入和浪费，同时通过设置光源模块320、光探测模块330、处理模块340和报警模块350，可以对长距离待测电缆的温度进行自动监测，提升了报警性能，同时大大降低了人工参与，降低了人力成本。
在其中一个实施例中，所述处理模块340包括转换单元341、处理单元342和光时域反射处理单元343。其中，转换单元341，与所述光探测模块330连接，用于接收电信号，对所述电信号进行模数转换；处理单元342，与所述转换单元341连接，用于根据模数转换的电信号获取沿所述待测电缆分布的温度信息；光时域反射处理单元343，分别与所述光探测模块330、光源模块320连接，用于定位所述待测电缆的温度异常点以获取所述温度异常点的位置信息。
在其中一个实施例中，光时域反射处理单元343可以基于光时域反射定位原理定位出待测电缆的温度异常点。具体的，激光信号在单模光纤310中传输时，在不同位置产生的反斯托克斯光沿单模光纤310反射到达光探测模块330的时间不同，将反斯托克斯光到达光探测模块330与激光器发出光脉冲激光信号的时间差乘以光在单模光纤310中的传输速度再除以2，即可得到反斯托克斯光在单模光纤310上的位置。进而，就可以对应定位出所述待测电缆的温度异常点。
在其中一个实施例中，基于单模光纤310的电缆沟温度检测系统还包括：地图显示模块360。地图显示模块360该与所述光时域反射处理单元343连接，用于根据所述待测电缆的分布信息绘制所述待测电缆的虚拟地图；将所述位置信息标注在所述虚拟地图上，并显示标注后的所述虚拟地图。
具体的，地图显示模块360还可以根据待测电缆的分布信息绘制待测电缆的虚拟地图。其中，虚拟地图中可包括待测电缆的型号、通讯参数、铺设线路、铺设线路周围的环境(例如，建筑物、商铺等)等等信息。当待测电缆的温度出现异常时，处理模块340可以定位出该温度异常点，并将该温度异常点的位置信息输出给地图显示模块360，以将该温度异常点的位置信息标志在该虚拟地图，地图显示模块360可将该标注了温度异常点的虚拟地图显示出来，可以供维修人员快速在该虚拟地图上找到给温度异常点。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。需要说明的是，本申请的“一实施例中”、“例如”、“又如”等，旨在对本申请进行举例说明，而不是用于限制本申请。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于单模光纤的电缆沟温度监测方法，其特征在于，应用于电缆沟温度检测系统，所述电缆沟温度检测系统包括与待测电缆同沟设置的单模光纤，所述方法包括：
向所述单模光纤耦合预设功率的激光信号以在所述单模光纤中产生拉曼散射光；
接收所述拉曼散射光，并对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取携带温度信息的反斯托克斯散射光；
根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取沿所述待测电缆分布的温度信息；
当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取所述待测电缆的温度信息前，还包括：
对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取斯托克斯散射光；
根据所述斯托克斯散射光和反斯托克斯光来消除所述单模光纤中的随机损耗。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述斯托克斯散射光和反斯托克斯光来消除所述单模光纤中的随机损耗，包括：
获取所述反斯托克斯光与所述斯托克斯散射光的光强比值；
根据所述光强比值消除所述单模光纤中的随机损耗。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号前，还包括：
构建预设温度修正模型；
根据所述预设温度修正模型对所述待测电缆每个温度测试点的所述温度信息进行校正。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述构建所述预设温度修正模型，包括：
基于温度传感器获取所述待测电缆在多个所述温度测试点距离所述待测电缆的不同预设距离处的多个校准温度；
在每所述温度测试点，建立所述预设距离与所述校准温度的对应关系；
根据在多个所述温度测试点各自对应的预设距离和校准温度的对应关系构建预设温度修正模型。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报信号，包括：
当沿所述待测电缆分布的任一温度信息高于预设温度时，则定位所述待测电缆的温度异常点并输出所述警报信号，所述警报信号携带所述待测电缆的温度异常点的位置信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述待测电缆的分布信息绘制所述待测电缆的虚拟地图；
在所述虚拟地图上显示沿所述待测电缆分布的温度信息。
8.一种基于单模光纤的电缆沟温度检测系统，其特征在于，用于对待测电缆的温度信息进行检测，所述系统包括：
单模光纤，与所述待测电缆同沟设置；
光源模块，与所述单模光纤耦合连接，用于向所述单模光纤耦合预设功率的激光信号以在所述单模光纤中产生拉曼散射光；
光探测模块，与所述单模光纤耦合连接，用于接收所述拉曼散射光，并对接收的所述拉曼散射光进行解调分离以获取携带温度信息的反斯托克斯散射光，并实现光电转换；
处理模块，分别与所述光源模块、光探测模块连接，用于根据所述激光信号和反斯托克斯散射光获取沿所述待测电缆分布的温度信息，并当所述待测电缆的温度信息异常时，输出警报指令；
报警模块，与所述处理模块连接，用于接收所述警报指令，并根据所述警报指令执行声光报警操作。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述处理模块包括：
转换单元，与所述光探测模块连接，用于接收电信号，对所述电信号进行模数转换；
处理单元，与所述转换单元连接，用于根据模数转换的电信号获取沿所述待测电缆分布的温度信息；
光时域反射处理单元，与所述光源模块、光探测模块连接，用于定位所述待测电缆的温度异常点以获取所述温度异常点的位置信息。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
地图显示模块，与所述光时域反射处理单元连接，用于根据所述待测电缆的分布信息绘制所述待测电缆的虚拟地图；将所述位置信息标注在所述虚拟地图上，并显示标注后的所述虚拟地图。
CN201911360342.3A 2019-12-25 2019-12-25 基于单模光纤的电缆沟温度监测方法和系统 Pending CN111103067A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911360342.3A CN111103067A (zh) 2019-12-25 2019-12-25 基于单模光纤的电缆沟温度监测方法和系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911360342.3A CN111103067A (zh) 2019-12-25 2019-12-25 基于单模光纤的电缆沟温度监测方法和系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111103067A true CN111103067A (zh) 2020-05-05

Family

ID=70425351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911360342.3A Pending CN111103067A (zh) 2019-12-25 2019-12-25 基于单模光纤的电缆沟温度监测方法和系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111103067A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111982349A (zh) * 2020-08-27 2020-11-24 清远电力规划设计院有限公司 电缆防火保护方法及其相关设备
CN118329229A (zh) * 2024-06-12 2024-07-12 国网黑龙江省电力有限公司伊春供电公司 一种电力系统电缆温度精确测量方法及系统
WO2024160282A1 (zh) * 2023-02-02 2024-08-08 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 电池储能电站的氢气、温度复合监测方法及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102147297A (zh) * 2010-12-10 2011-08-10 聚光科技(杭州)股份有限公司 一种分布式光纤温度传感测量装置和方法
CN102279062A (zh) * 2011-07-19 2011-12-14 国电南京自动化股份有限公司 一种分布式光纤传感测温系统温度定标解调方法
CN104596670A (zh) * 2015-02-05 2015-05-06 吉林大学 一种解决分布式光纤拉曼温度传感系统温度漂移的方法
CN204535884U (zh) * 2015-03-17 2015-08-05 广西电网有限责任公司来宾供电局 一种基于Raman分布式光纤传感的电缆温度监测系统
CN105928634A (zh) * 2016-04-21 2016-09-07 太原理工大学 单端布里渊光相干域分析的高压电缆测温装置及方法
CN106197745A (zh) * 2015-05-29 2016-12-07 上海温尔信息科技有限公司 体温计及其测量方法
CN110196118A (zh) * 2019-06-19 2019-09-03 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种动态温度定标自校准装置及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102147297A (zh) * 2010-12-10 2011-08-10 聚光科技(杭州)股份有限公司 一种分布式光纤温度传感测量装置和方法
CN102279062A (zh) * 2011-07-19 2011-12-14 国电南京自动化股份有限公司 一种分布式光纤传感测温系统温度定标解调方法
CN104596670A (zh) * 2015-02-05 2015-05-06 吉林大学 一种解决分布式光纤拉曼温度传感系统温度漂移的方法
CN204535884U (zh) * 2015-03-17 2015-08-05 广西电网有限责任公司来宾供电局 一种基于Raman分布式光纤传感的电缆温度监测系统
CN106197745A (zh) * 2015-05-29 2016-12-07 上海温尔信息科技有限公司 体温计及其测量方法
CN105928634A (zh) * 2016-04-21 2016-09-07 太原理工大学 单端布里渊光相干域分析的高压电缆测温装置及方法
CN110196118A (zh) * 2019-06-19 2019-09-03 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司 一种动态温度定标自校准装置及方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111982349A (zh) * 2020-08-27 2020-11-24 清远电力规划设计院有限公司 电缆防火保护方法及其相关设备
WO2024160282A1 (zh) * 2023-02-02 2024-08-08 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 电池储能电站的氢气、温度复合监测方法及装置
CN118329229A (zh) * 2024-06-12 2024-07-12 国网黑龙江省电力有限公司伊春供电公司 一种电力系统电缆温度精确测量方法及系统
CN118329229B (zh) * 2024-06-12 2024-08-16 国网黑龙江省电力有限公司伊春供电公司 一种电力系统电缆温度精确测量方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2587238B1 (en) Optical fibre temperature distribution measurement apparatus
CN111006786B (zh) 基于分布式光纤拉曼传感系统的双路高精度温度解调方法
CN109595470B (zh) 一种分布式管道检测方法
CN111103067A (zh) 基于单模光纤的电缆沟温度监测方法和系统
CN109029769A (zh) 基于分布式光纤拉曼传感技术的高精度温度解调方法
CN101393677B (zh) 分布式光纤拉曼光子感温火灾探测器
CN111141412A (zh) 电缆温度和防盗的双监测方法、系统和可读存储介质
CN103591971A (zh) 一种光纤光栅的定位方法及系统
CN103364112A (zh) 一种用于分布式光纤测温系统的参数标定及自动校准方法
CN204087417U (zh) 光纤感温火灾探测器系统
CN102062649B (zh) 光纤拉曼频移器双波长光源自校正分布式光纤拉曼温度传感器
CN106989843A (zh) 一种分布式多通道光纤拉曼超低温测量系统
CN201266419Y (zh) 一种分布式光纤拉曼光子感温火灾探测器
CN111024283B (zh) 引下光缆的多参数光纤传感检测方法及系统
CN104361707A (zh) 光纤感温火灾探测器系统
CN212779279U (zh) 一种光纤光栅传感解调系统
CN105953942A (zh) 基于分布式光纤的电缆故障诊断系统
CN113899465A (zh) 一种消防用光纤感温火灾探测装置
CN211602199U (zh) 一种用于粮仓温度监测的光纤传感器
CN203587125U (zh) 一种光纤光栅定位系统
CN202631153U (zh) 带有自动补偿功能的单端口分布式光纤温度传感器
CN112831623A (zh) 一种预防高炉炉缸烧穿的方法
JP5493571B2 (ja) Ｏｔｄｒ波形判定方法
CN205263987U (zh) 船舶机舱监测火灾报警装置
CN108020345A (zh) 一种基于单模光纤拉曼散射效应的分布式光纤测温装置

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200505

RJ01 Rejection of invention patent application after publication