一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置的制作方法

本技术涉及一种监测装置，属于光纤传感，尤其涉及一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置。

背景技术：

1、近年来，城市建设缆化率高，电缆线路作为电力系统的重要组成部分已经被大规模投入使用。由于电缆芯线是纯度极高的金属，所以关于电缆被盗的事件一直时有发生，而且当电缆沟上方施工进行打桩、挖掘、钻探、爆破时，也会存在损坏电缆的风险。一旦输电电缆遭到破坏，就会进一步导致电力主体故障引发电力事故，带来严重的经济损失和社会负面影响。为了防止有意破坏或无意破坏，需要对电缆的工作状态进行实时在线监测，并对具有威胁性的入侵事件进行及时预警。传统的基于电类传感器的电缆防盗挖装置存在易受电磁干扰的缺点，电磁干扰会导致监测结果不准确，所以其长期可靠性低。

2、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服现有技术中存在的易受电磁干扰、长期可靠性低的缺陷与问题，提供一种不受电磁干扰、长期可靠性高的分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置。

2、为实现以上目的，本实用新型的技术解决方案是：

3、一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置，所述防盗挖监测装置包括光信号采集装置、光电信号转换装置、数据分析装置与远程监控装置；

4、所述光信号采集装置的一端与光电信号转换装置的一端连接，所述光电信号转换装置的另一端与数据分析装置的一端连接，所述数据分析装置的另一端与远程监控装置的一端连接；

5、所述光信号采集装置包括激光产生模块、第一环形器与传感光缆；

6、所述第一环形器包括第一入口端、第一连接端与第一出口端，所述第一连接端与传感光缆的一端连接，所述第一入口端与激光产生模块的一端连接，所述第一出口端与光电信号转换装置的一端连接；

7、所述传感光缆内包含多根传感光纤，其中任选一根传感光纤的一端与第一连接端连接。

8、所述激光产生模块包括窄带宽激光器与光调制器；

9、所述窄带宽激光器的一端与光调制器的一端连接，所述光调制器的一端与第一入口端连接。

10、所述激光产生模块还包括掺铒光纤放大器与带通滤波器；

11、所述掺铒光纤放大器的一端与光调制器的一端连接，所述掺铒光纤放大器的另一端与带通滤波器的一端连接，所述带通滤波器的另一端与第一入口端连接。

12、所述第一出口端与拉曼放大模块的一端连接，所述拉曼放大模块的另一端与光电信号转换装置的一端连接。

13、所述拉曼放大模块包括泵浦源、波分复用器与增益平滑滤波器；

14、所述波分复用器包括波分入口端、波分放大端与波分输出端；所述波分入口端与第一出口端连接，所述波分放大端与泵浦源的一端连接，所述波分输出端与增益平滑滤波器的一端连接，所述增益平滑滤波器的另一端与光电信号转换装置的一端连接。

15、所述光电信号转换装置包括第二环形器与三乘三耦合器，所述第二环形器包括环形入口端、环形出口一端与环形出口二端；所述环形入口端与第一出口端连接；

16、所述环形出口一端与第一光电探测器的一端连接，所述第一光电探测器的另一端与数据分析装置的一端连接；

17、所述环形出口二端与三乘三耦合器的耦合入口端连接，所述三乘三耦合器还包括耦合出口一端、耦合出口二端与耦合连接端，所述耦合连接端的一端与一个法拉第旋转镜的一端连接，所述耦合连接端的另一端与另外一个法拉第旋转镜的一端连接，所述耦合出口一端与第二光电探测器的一端连接，所述第二光电探测器的另一端与数据分析装置的一端连接；所述耦合出口二端与第三光电探测器的一端连接，所述第三光电探测器的另一端与数据分析装置的一端连接。

18、所述三乘三耦合器内还包括一个光分束器；

19、所述光分束器的一端与耦合入口端连接，所述光分束器的另一端与法拉第旋转镜的一端连接。

20、所述数据分析装置包括数据存储模块与数据分析模块；

21、所述数据存储模块的一端与第一光电探测器连接，所述数据存储模块的一端与第二光电探测器连接，所述数据存储模块的一端与第三光电探测器连接，所述数据存储模块的出口端与数据分析模块连接。

22、所述远程监控装置包括数据打包模块与远程监控中心；

23、所述数据打包模块的一端与数据分析模块的一端连接，所述数据打包模块的另一端与远程监控中心的一端连接。

24、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

25、1、本实用新型一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置中，所述防盗挖监测装置包括依次连接的光信号采集装置、光电信号转换装置、数据分析装置与远程监控装置，所述光信号采集装置内包括激光产生模块、第一环形器与传感光缆，所述传感光缆中包括多根传感光纤；应用时，传感光纤感应到环境中的声波变化，其内产生相应的背向散射光，然后背向散射光通过第一环形器后进入光电信号转换装置进行处理变为电信号，电信号再进入数据分析装置被处理为数据，数据再被传输至远程监控装置，即可实现远程实时监控的效果；光信号采集装置中采用传感光纤来检测环境中变化，不会受到电磁干扰；传感光缆的耐久性较好，使用寿命较长，所以长期可靠性高；只需选取之前铺设的传感光缆中的任意一根传感光纤即可完成对于声波的探测，大大节省了人力、物力资源。因此，本实用新型不受电磁干扰，且长期可靠性高。

26、2、本实用新型一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置中，所述激光产生模块包括窄带宽激光器与光调制器，所述第一环形器还连接有拉曼放大模块，应用时，先由窄带宽激光器与光调制器产生和调制激光，激光再通过第一环形器进入传感光缆，传感光缆因环境声波变化产生背向散射光，背向散射光再经过拉曼放大模块的放大后进入光电信号转换装置。因此，本实用新型的散射光生成效果较好。

27、3、本实用新型一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置中，所述光电信号转换装置包括相互连接的第二环形器与三乘三耦合器，第二环形器还与第一光电探测器连接，三乘三耦合器还与第二光电探测器、第三光电探测器连接，应用时，第二环形器与三乘三耦合器产生的干涉信号分别进入第一光电探测器、第二光电探测器与第三光电探测器中被处理为电信号。因此，本实用新型的信号处理效果较好。

28、4、本实用新型一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置中，所述数据分析装置包括数据存储模块与数据分析模块，所述远程监控装置包括数据打包模块与远程监控中心，应用时，电信号先在数据存储模块中进行数据存储，数据再在数据分析模块中被分析，然后数据在数据打包模块中进行打包，打包的数据再被传送至远程监控中心。因此本实用新型的远程监控效果较佳。

技术特征：

1.一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置，其特征在于：所述防盗挖监测装置包括光信号采集装置（1）、光电信号转换装置（2）、数据分析装置（21）与远程监控装置（3）；

2.根据权利要求1所述的一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置，其特征在于：所述激光产生模块（11）包括窄带宽激光器（4）与光调制器（41）；

3.根据权利要求2所述的一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置，其特征在于：所述激光产生模块（11）还包括掺铒光纤放大器（42）与带通滤波器（43）；

4.根据权利要求3所述的一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置，其特征在于：所述第一出口端（123）与拉曼放大模块（5）的一端连接，所述拉曼放大模块（5）的另一端与光电信号转换装置（2）的一端连接。

5.根据权利要求4所述的一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置，其特征在于：所述拉曼放大模块（5）包括泵浦源（51）、波分复用器（52）与增益平滑滤波器（53）；

6.根据权利要求1所述的一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置，其特征在于：所述光电信号转换装置（2）包括第二环形器（23）与三乘三耦合器（27），所述第二环形器（23）包括环形入口端（231）、环形出口一端（232）与环形出口二端（233）；所述环形入口端（231）与第一出口端（123）连接；

7.根据权利要求6所述的一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置，其特征在于：所述三乘三耦合器（27）内还包括一个光分束器（275）；

8.根据权利要求1所述的一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置，其特征在于：所述数据分析装置（21）包括数据存储模块（25）与数据分析模块（22）；

9.根据权利要求8所述的一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置，其特征在于：所述远程监控装置（3）包括数据打包模块（31）与远程监控中心（32）；

技术总结一种分布式光纤声波传感电缆防盗挖监测装置，包括依次连接的光信号采集装置、光电信号转换装置、数据分析装置与远程监控装置，光信号采集装置包括激光产生模块、第一环形器与传感光纤，应用时，传感光纤因环境中的声波变化，其内产生相应的背向散射光，然后背向散射光进入光电信号转换装置中变为电信号，电信号再进入数据分析装置中进行存储与分析，得到的信息再被传输至远程监控装置，即可实现远程实时监控的效果；只需选取之前铺设的光缆中的一根传感光纤即可完成对于声波的探测，不会受到电磁干扰；传感光纤的耐久性较好，使用寿命较长，所以长期可靠性高。因此，本技术不受电磁干扰，且长期可靠性高。技术研发人员：李红艳,陈清受保护的技术使用者：武汉光传智慧科技有限公司技术研发日：20231213技术公布日：2024/7/9