本发明涉及光纤状态在线监测,尤其涉及一种光纤状态在线监测方法、系统、设备和介质。
背景技术:
1、复合架空地线(opgw)光缆作为国家重要的基础设施材料,在整个电力体系中扮演着重要的角色,在增加输电能力等方面发挥着重要的作用。
2、在opgw光缆施工过程中,基于使用需求,需要不断增加opgw光缆的缆径和缆重,且由于光纤的温度变化、应变变化等因素影响会导致光纤的通光效率下降甚至断裂,若施工人员未能及时发现,会造成整条opgw光路不畅,需要重新布置架线现场并返工修复,因此,为了避免出现这种情况,需要在opgw光缆施工过程对光纤状态进行实时监测。
3、但现有的光纤状态在线监测方式仅能监测光纤的温度变化,或者监测参量仅限于应变变化,无法系统的分析应力造成的其它应变作用,监测参量单一,导致监测准确度低。
技术实现思路
1、本发明提供了一种光纤状态在线监测方法、系统、设备和介质,解决了现有的光纤状态在线监测方式仅能监测光纤的温度变化,或者监测参量仅限于应变变化,无法系统的分析应力造成的其它应变作用,监测参量单一,导致监测准确度低的技术问题。
2、本发明提供的一种光纤状态在线监测方法,包括:
3、响应接收到的触发信息,确定待测光纤对应的多个光纤监测点并布设对应的光纤数据采集装置;
4、分别通过所述光纤数据采集装置基于对应的预设波长变化数据和布里渊频移,确定所述光纤监测点对应的多种光纤监测数据;
5、分别对所述光纤监测数据进行数据转换,得到所述光纤监测点对应的多种光纤状态数据;
6、根据所述触发信息对全部所述光纤状态数据进行可视化转换,得到所述待测光纤的整体光纤状态对应的可视化页面。
7、可选地,所述光纤数据采集装置包括光纤数据采集模块和多个传感探头;所述分别通过所述光纤数据采集装置基于对应的预设波长变化数据和布里渊频移,确定所述光纤监测点对应的多种光纤监测数据的步骤,包括:
8、分别通过所述光纤数据采集模块基于预设的波长变化数据和布里渊频移,从所述待测光纤内获取对应的分布式温度、环境动态变化数据、光纤频率和多个初始应变;
9、从多个所述初始应变中选取目标应变;
10、分别通过所述传感探头从所述待测光纤的外部获取对应的外部波长变化数据;
11、分别将所述分布式温度、所述环境动态变化数据、所述光纤频率、所述目标应变和所述外部波长变化数据作为所述光纤监测点对应的光纤监测数据。
12、可选地,所述光纤数据采集模块包括光纤光栅数据采集模块、分布式光纤数据采集模块、环境及动态应变监测模块和光纤频率采集模块;所述分别通过所述光纤数据采集模块基于预设的波长变化数据和布里渊频移,从所述待测光纤内获取对应的分布式温度、环境动态变化数据、光纤频率和多个初始应变的步骤,包括:
13、通过所述光纤光栅数据采集模块计算所述波长变化数据与预设光纤阈值的乘值,得到第一应变;
14、通过所述分布式光纤数据采集模块将所述布里渊频移对应的功率和布里渊频移量代入预设的温度应变公式,计算得到分布式温度和第二应变;
15、通过所述环境及动态应变监测模块采用光纤光栅传感器和光纤传感器分别测量得到第三应变和环境动态变化数据;
16、通过所述光纤频率采集模块基于所述待测光纤内传导光信号的相位差异,确定光纤频率。
17、可选地,所述从多个所述初始应变中选取目标应变的步骤,包括:
18、将所述第一应变、所述第二应变和所述第三应变对应的环境数据分别与预设的环境变化阈值进行初步比较;
19、将所述环境数据大于所述环境变化阈值的应变作为中间应变;
20、将所述中间应变分别与预设的应变阈值进行应变比较;
21、将所述中间应变内大于所述应变阈值的最大值作为目标应变。
22、可选地,所述分别对所述光纤监测数据进行数据转换,得到所述光纤监测点对应的多种光纤状态数据的步骤,包括:
23、对所述目标应变进行积分转换,得到所述光纤监测点对应的转角,并对所述转角进行积分转换,得到所述光纤监测点对应的挠度;
24、计算所述目标应变与预设的弹性模量的乘值,得到所述光纤监测点对应的应力;
25、计算预设的截面惯性矩与预设轴距离的比值并乘以所述应力,得到所述光纤监测点对应的弯矩;
26、对所述弯矩分别进行一阶求导和二阶求导,得到所述光纤监测点对应的剪力和载荷;
27、基于所述外部波长变化数据,计算得到所述光纤监测点对应光纤外部水平方向和竖直方向的变形量;
28、将所述转角、所述挠度、所述应力、所述弯矩、所述剪力、所述载荷、所述分布式温度、所述环境动态变化数据、所述光纤频率、所述目标应变和所述变形量作为所述光纤监测点对应的光纤状态数据。
29、可选地,在所述分别通过所述光纤数据采集装置基于对应的预设波长变化数据和布里渊频移,得到所述光纤监测点对应的多种光纤监测数据的步骤之前,还包括:
30、调用各所述光纤监测点的所述光纤频率采集模块实时采集所述待测光纤内的所述光纤频率;
31、将所述光纤频率转换为光纤波长并解调,得到所述波长变化数据。
32、可选地,所述根据所述触发信息对全部所述光纤状态数据进行可视化转换,得到所述待测光纤的整体光纤状态对应的可视化页面的步骤,包括:
33、基于所述触发信息和所述光纤状态数据,验证是否收到全部所述光纤监测点对应的光纤状态数据;
34、若否,则将所述待测光纤反接,结合所述光纤监测点对应的外部波长变化数据,确定所述光纤监测点的断面状态并结合所述光纤状态数据进行可视化转换,得到所述待测光纤的整体光纤状态对应的可视化页面;
35、若是,则对全部所述光纤状态数据进行可视化转换,得到所述待测光纤的整体光纤状态对应的所述可视化页面。
36、本发明还提供了一种光纤状态在线监测系统,包括:
37、光纤数据采集装置布设模块,用于响应接收到的触发信息,确定待测光纤对应的多个光纤监测点并布设对应的光纤数据采集装置;
38、光纤监测数据确定模块,用于分别通过所述光纤数据采集装置基于对应的预设波长变化数据和布里渊频移,确定所述光纤监测点对应的多种光纤监测数据;
39、光纤状态数据得到模块,用于分别对所述光纤监测数据进行数据转换,得到所述光纤监测点对应的多种光纤状态数据;
40、可视化页面得到模块,用于根据所述触发信息对全部所述光纤状态数据进行可视化转换,得到所述待测光纤的整体光纤状态对应的可视化页面。
41、本发明还提供了一种电子设备,包括存储器及处理器,所述存储器中储存有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行实现如上述任一项光纤状态在线监测方法的步骤。
42、本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被执行时实现如上述任一项光纤状态在线监测方法。
43、从以上技术方案可以看出,本发明具有以下优点:
44、本发明通过响应接收到的触发信息,确定待测光纤对应的多个光纤监测点并布设对应的光纤数据采集装置。然后分别通过光纤数据采集装置基于对应的预设波长变化数据和布里渊频移,确定光纤监测点对应的多种光纤监测数据。接着分别对光纤监测数据进行数据转换,得到光纤监测点对应的多种光纤状态数据。最后基于触发信息对全部光纤状态数据进行可视化转换,得到待测光纤的整体光纤状态对应的可视化页面。解决了现有的光纤状态在线监测方式仅能监测光纤的温度变化,或者监测参量仅限于应变变化,无法系统的分析应力造成的其它应变作用,监测参量单一,导致监测准确度低的技术问题。通过多点实时监测、采集待测光纤的多个参量,对待测光纤进行全面分析,从而提高监测准确度,且实现远程实时监测。