模光纖進(jìn)入到光纖禪合器2,光纖禪合器2 輸出的光按功率1 ;1:1分成=路。
[0065] 其中1路經(jīng)過單模光纖到達(dá)光纖反射裝置3,經(jīng)光纖反射裝置3反射后，沿單模光 纖返回至光纖禪合器2,按功率1 ;1 ;1分成=路，其中1路經(jīng)光纖延遲線圈4到達(dá)光纖反射 裝置5,經(jīng)光纖反射裝置5反射后，沿單模光纖經(jīng)光纖延遲線圈4到達(dá)光纖禪合器2,按功率 1 ;1 ;1分成=路，其中1路沿單模光纖經(jīng)過相位調(diào)制器7到達(dá)光纖分路器9,然后按功率均 分成n路輸出，其中輸出的每一路對(duì)應(yīng)1路監(jiān)測(cè)管道，沿感測(cè)單模光纖到達(dá)起到波長(zhǎng)選擇 反射作用的光纖光柵9.N(N值為1-18之間的自然數(shù)），經(jīng)光纖光柵9.選擇反射后的每一路 激光波長(zhǎng)均不一樣，為便于理解，我們選取其中一路經(jīng)光纖光柵9. 1反射的光路進(jìn)行分析， 經(jīng)過感測(cè)單模光纖進(jìn)入光纖分路器9后到達(dá)光纖禪合器2。
[0066] 另外1路沿單模光纖經(jīng)過相位調(diào)制器6到達(dá)光纖分路器8,然后按功率均分成n路 輸出，其中輸出的每一路對(duì)應(yīng)1路監(jiān)測(cè)管道，沿感測(cè)單模光纖到達(dá)起到波長(zhǎng)選擇反射作用 的光纖光柵9.N(N值為1-18之間的自然數(shù)），經(jīng)光纖光柵9.N選擇反射后的每一路激光波 長(zhǎng)均不一樣，為便于理解，我們選取其中一路經(jīng)光纖光柵9. 1反射的光路進(jìn)行分析，經(jīng)過感 測(cè)單模光纖進(jìn)入光纖分路器9后到達(dá)光纖禪合器2,按功率1 ; 1:1分成=路，其中一路沿單 模光纖經(jīng)過光纖延遲線圈到達(dá)光纖反射裝置5,經(jīng)光纖反射裝置5反射后，沿單模光纖經(jīng)光 纖延遲線圈4到達(dá)光纖禪合器2,按功率1 ;1 ;1分成=路，其中1路經(jīng)過單模光纖到達(dá)光纖 反射裝置3,經(jīng)光纖反射裝置3反射后，沿單模光纖返回至光纖禪合器2。
[0067] 上述光路3和光路4在光纖禪合器2產(chǎn)生干設(shè)，形成的干設(shè)光到達(dá)波分復(fù)用器10， 沿相應(yīng)的解調(diào)波長(zhǎng)通道10. 1到達(dá)光接收裝置11，光接收裝置11光電放大為模擬電壓信號(hào)， 經(jīng)過電纜輸入到采集器及計(jì)算機(jī)12中進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)后臺(tái)實(shí)時(shí)分析與處 理。
[0068] 光路1、光路2形成干設(shè)對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)管線與光路3、光路4形成干設(shè)對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)管 線區(qū)分的辦法在于相位載波解調(diào)技術(shù)，由于第一相位調(diào)制器6、第二相位調(diào)制器7的調(diào)制頻 率不同，故能夠區(qū)分出來。
[0069] 針對(duì)有效干設(shè)的光路計(jì)算干設(shè)光強(qiáng)的實(shí)時(shí)變化函數(shù)，步驟如下：
[0070] 設(shè)激光入射功率為P。，考慮到光器件的插入損耗和光纖的衰減損耗，設(shè)總的衰減 參數(shù)為a,由于光接收裝置11濾掉干設(shè)光強(qiáng)直流量，則形成的干設(shè)光強(qiáng)交流量為：
[0071] P(t) =aP〇{cos[A4 (t) + 本J-cos( 40)}
[0072] 其中，4。為光纖禪合器（2)的相位偏置量，是3*3禪合器的特性造成，本實(shí)施例約 為 120。；
[0073]
[0074] A4 (t)為外界對(duì)光纖的擾動(dòng)造成的彈光效應(yīng)導(dǎo)致的光干設(shè)相位差；^|,=,為瞬 汾 時(shí)相位變化率，n為光纖折射率，1為光纖延遲線圈長(zhǎng)度，C為光速；則外界對(duì)光纖的擾動(dòng)會(huì) 引起干設(shè)光強(qiáng)功率的實(shí)時(shí)變化；
[00巧]S4,將光干設(shè)相位差A(yù)4 (t)作為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管線環(huán)境周圍擾動(dòng)的數(shù)據(jù)量，依據(jù)光 干設(shè)相位差A(yù)4 (t)的變化對(duì)福射狀管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0076] 由于采用了相位載波解調(diào)技術(shù)，不但可W把經(jīng)過第一相位調(diào)制器6和第二相位調(diào) 制器7的線路區(qū)分開來，而且可W計(jì)算出反映擾動(dòng)源特征的，從而為信號(hào)的模式識(shí)別提供 有力的依據(jù)；另外由于每條線路對(duì)應(yīng)波分復(fù)用器10的每一個(gè)波長(zhǎng)端口，每一個(gè)波長(zhǎng)端口出 射的信號(hào)光經(jīng)11光接收裝置放大后對(duì)應(yīng)采集器12的采集通道，故最終可W根據(jù)采集通道 編號(hào)來定義監(jiān)測(cè)的所有管線順序。
[0077] W上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出；對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，該些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為 本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種輻射狀管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括寬帶激光光源（1)、光纖耦合器（2)、第 一光纖反射裝置（3)、光纖延遲線圈（4)、第二光纖反射裝置（5)、第一相位調(diào)制器（6)、第二 相位調(diào)制器（7)、第一光纖分路器（8)、第二光纖分路器（9)、波分復(fù)用器（10)、光接收裝置 (11)、采集器及計(jì)算機(jī)（12); 所述第二光纖反射裝置（5)、光纖延遲線圈（4)、光纖耦合器（2)依次順序連接，所述寬 帶激光光源（1)、第一光纖反射裝置（3)、第一相位調(diào)制器（6)、第二相位調(diào)制器（7)、波分復(fù) 用器（10)均與光纖耦合器（2)相連接，所述采集器及計(jì)算機(jī)（12)通過光接收裝置（11)與 波分復(fù)用器（10)相連接，所述第一相位調(diào)制器（6)、第二相位調(diào)制器（7)分別與第一光纖分 路器（8)、第二光纖分路器（9)相連接； 所述第一光纖分路器（8)、第二光纖分路器（9)的分線端分別連接若干個(gè)光纖光柵。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射狀管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述寬帶激光光源 (1)為ASE光源。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射狀管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，與所述第一光纖分 路器（8)相連接的光纖光柵的數(shù)目為n，與第二光纖分路器（9)相連接的光纖光柵的數(shù)目為 N;波分復(fù)用器（10)輸出端數(shù)量為m，則m=max(n，N) 〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射狀管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖耦合器（2) 為3*3-次拉錐型耦合器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輻射狀管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光纖分路 器（8)、第二光纖分路器（9)均為PLC型。6. -種輻射狀管網(wǎng)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟， S1，寬帶激光光源（1)中的連續(xù)光入射到光纖耦合器（2)中，形成的K種光路途徑； 52, 每種光路途徑對(duì)應(yīng)波分復(fù)用器（10)的每一個(gè)波長(zhǎng)端口，每一個(gè)波長(zhǎng)端口發(fā)出的信 號(hào)光經(jīng)光接收裝置（11)放大后進(jìn)入采集器的采集通道，根據(jù)采集通道編號(hào)定義監(jiān)測(cè)的所 有管線順序； 53,K種光路途徑中產(chǎn)生有效干涉的光路途徑為L(zhǎng)種，對(duì)L種有效干涉的光路途徑計(jì)算 光強(qiáng)的實(shí)時(shí)變化函數(shù)； 光強(qiáng)的實(shí)時(shí)變化函數(shù)計(jì)算具體包括以下步驟： 設(shè)激光入射功率為匕，考慮到光器件的插入損耗和光纖的衰減損耗，設(shè)總的衰減參數(shù) 為a，由于光接收裝置（11)濾掉干涉光強(qiáng)直流量，則形成的干涉光強(qiáng)交流量P(t)為： P(t) =aP〇{cos[A<J) (t) + <i> 〇]-cos(<i> 〇)} 其中，巾^為光纖耦合器的相位偏置量；A4) (t)為外界對(duì)光纖的擾動(dòng)造成的彈光效應(yīng)導(dǎo)致的光干涉相位差；為瞬時(shí)相 ot 位變化率，n為光纖折射率，1為光纖延遲線圈長(zhǎng)度，C為光速；則外界對(duì)光纖的擾動(dòng)會(huì)引起 干涉光強(qiáng)的實(shí)時(shí)變化； 54, 將光干涉相位差△巾（t)作為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管線環(huán)境周圍擾動(dòng)的數(shù)據(jù)量，依據(jù)光干涉 相位差△巾（t)的變化對(duì)輻射狀管網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輻射狀管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括寬帶激光光源（1）、光纖耦合器（2）、第一光纖反射裝置（3）、光纖延遲線圈（4）、第二光纖反射裝置（5）、第一相位調(diào)制器（6）、第二相位調(diào)制器（7）、第一光纖分路器（8）、第二光纖分路器（9）、波分復(fù)用器（10）、光接收裝置（11）、采集器及計(jì)算機(jī)（12）；第二光纖反射裝置（5）、光纖延遲線圈（4）、光纖耦合器（2）依次順序連接；本發(fā)明解決了現(xiàn)有的應(yīng)用于長(zhǎng)途管道的光纖傳感監(jiān)測(cè)主機(jī)一般均只能監(jiān)測(cè)單向1路或雙向2路管線，無法做到同時(shí)監(jiān)測(cè)呈輻射狀蛛絲形的城市地下管網(wǎng)的問題。
【IPC分類】G01D5/353
【公開號(hào)】CN104949698
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510121651
【發(fā)明人】吳東方
【申請(qǐng)人】蘇州光藍(lán)信息技術(shù)有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年3月19日