一种光纤故障检测系统的制作方法

文档序号:12775410阅读:173来源:国知局

本实用新型属于光纤故障检测技术领域,具体是涉及一种光纤故障检测系统。



背景技术:

随着器件生产工艺及相关测量技术的成熟,近年来光纤测量技术引起了国内外的广泛关注,作为一种极其重要的测量和分析手段,它可被广泛应用于光纤链路的故障检测,桥梁、大坝、输油管道、电力线路等大尺度构件的健康状况监测,以及矿井、隧道、楼房等的塌方预警。

分布式光纤测量技术因其独特的特性更被广泛应用于各种应用中,分布式光纤测量技术是通过测量光纤对激励信号的回波响应来实现光纤沿线物理参量的分布测量,根据采用的技术手段,可分为光时域反射技术(OTDR),低相干光反射技术(OLCR)和光频域反射技术(OFDR),光时域反射技术(OTDR)的优点是技术难度相对低,测量距离长,但是距离分辨率有限,只能实现低距离分辨率的分布式测量;低相干光反射技术(OLCR)具有微米级的距离分辨率,但受限于机械扫描范围,可测量的距离范围非常有限,不适合光纤链路以及大尺度构件的测量;光频域反射技术(OFDR)作为一种基于频域分析的后向反射测量技术,从原理上克服了OTDR在距离分辨率以及OLCR在测量距离上的不足,可实现高距离分辨率(数十微米~毫米量级)、高灵敏度和中等距离(数百米~数十公里)的测量。

目前国内外关于光纤故障检测产品都存在测量距离分辨率有限、不适合光纤链路以及大尺度构件的测量等问题。

因此,需要提出一种新型的光纤故障检测系统。



技术实现要素:

为解决上述问题,本实用新型公开了一种光纤故障检测系统,通过频域分析来获得被测光纤(或器件)的传递特性,进而测得其性能和故障情况,实现了毫米级分辨率公里级距离的光纤检测,提高了设备的分辨率和灵敏度,检测性能更加稳定可靠。

为了达到以上目的,本实用新型提供如下技术方案:一种光纤故障检测系统,包括激光频率控制器、与所述激光频率控制器连接的分布反馈式半导体激光器、与所述分布反馈式半导体激光器连接的光纤干涉仪器和待测光纤、与所述光纤干涉仪器和待测光纤分别连接的光电检测系统、与所述光电检测系统连接的数字信号处理器、与所述数字信号处理器和激光频率控制器分别连接的总体控制器。

进一步地,所述光电检测系统包括偏振分集器、差分接收器、双平衡接收器、模拟信号调理器、非线性扫频校正器和模/数转换器ADC,所述待测光纤与所述偏振分集器连接,所述偏振分集器与所述双平衡接收器连接,所述光纤干涉仪器与所述差分接收器连接,所述差分接收器和双平衡接收器与所述模拟信号调理器连接,所述模拟信号调理器分别与所述非线性扫频校正器和模/数转换器ADC连接,所述模/数转换器ADC与所述数字信号处理器连接,所述数字信号处理器和非线性扫频校正器分别与所述总体控制器连接。

进一步地,包括电源管理模块,所述电源管理模块与所述总体控制器连接。

进一步地,所述总体控制器上设有用户界面。

进一步地,包括与所述总体控制器连接的故障显示灯。

进一步地,所述光纤干涉仪器采用迈克尔逊干涉仪器。

本实用新型与现有技术比较,具有的优点是:

1、本实用新型提出的光纤故障检测系统,实现了毫米级分辨率公里级距离的光纤检测,提高了设备的分辨率和灵敏度;

2、可通过频域分析来获得被测光纤(或器件)的传递特性,进而测得其性能和故障情况,检测性能更加稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型提出的光纤故障检测系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式,进一步阐明本实用新型,应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

参照图1,一种光纤故障检测系统,包括激光频率控制器、与所述激光频率控制器连接的分布反馈式半导体激光器、与所述分布反馈式半导体激光器连接的光纤干涉仪器和待测光纤、与所述光纤干涉仪器和待测光纤分别连接的光电检测系统、与所述光电检测系统连接的数字信号处理器、与所述数字信号处理器和激光频率控制器分别连接的总体控制器,所述光电检测系统包括偏振分集器、差分接收器、双平衡接收器、模拟信号调理器、非线性扫频校正器和模/数转换器ADC,所述待测光纤与所述偏振分集器连接,所述偏振分集器与所述双平衡接收器连接,所述光纤干涉仪器与所述差分接收器连接,所述差分接收器和双平衡接收器与所述模拟信号调理器连接,所述模拟信号调理器分别与所述非线性扫频校正器和模/数转换器ADC连接,所述模/数转换器ADC与所述数字信号处理器连接,所述数字信号处理器和非线性扫频校正器分别与所述总体控制器连接;

激光频率控制器控制分布反馈式半导体激光器发出激励光信号给待测光纤,分布反馈式半导体激光器发出的线性扫频光信号经过迈克尔逊干涉仪器,迈克尔逊干涉仪器将该线性扫频光信号分成两路,其中一路经光电检测系统相干混频,主要是进入待测光纤的光会有部分后向散射,后向散射光满足光纤数值孔径而注入端返回,称为信号光,如果传播长度满足光的相干条件,则信号光和参考光通过光纤耦合器进入到光电探测系统中并在光电探测系统的光敏面上发生混频,光电探测系统就会输出相应频率的光电流,从而得到沿待测光纤各处的散射衰减特性,同时可以通过测试频率的最大值推测出待测光纤的长度,待测光纤各处的散射衰减特性和待测光纤的长度值经过数字信号处理器到达主控制器,主控制器将测量数据和存储器中储存的正常数据进行对比和分析,快速定位故障点,生成故障分析图表和报告,并将该故障数据信息和结果传送到总体控制器上的用户界面,所述监控中心设有用户界面和故障报警装置,用户界面用于显示故障数据信息和结果,本专利通过频域分析来获得被测光纤(或器件)的传递特性,进而测得其性能和故障情况;

光纤故障检测系统包括电源管理模块,所述电源管理模块与所述总体控制器连接,给整个系统提供电源;还包括与所述总体控制器连接的故障显示灯,用于提醒用户故障报警。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。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,这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

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