基于分布式光纤传感的输电线路温度和应变快速测量方法

发布时间：2021-03-11 09:06

　　为了提高基于布里渊散射的分布式光纤传感的输电线路温度和应变测量的实时性,为基于分布式光纤传感的电气设备振动测量奠定基础,将斜坡法引入输电线路温度和应变测量中来。介绍了布里渊谱模型,基于谱拟合、单斜坡和双斜坡的布里渊频移计算方法,基于实测裸光纤、光纤复合架空地线和光电复合海底电缆中复合光纤的布里渊谱,系统比较了谱拟合法、单斜坡法和双斜坡法的性能。基于数值产生以及实测的光纤沿线布里渊谱研究了工作点以及信噪比对双斜坡法算得布里渊频移误差的影响规律。结果表明:双斜坡法左右2个最佳工作点为光纤沿线布里渊频移的均值加减半个线宽;随信噪比增加布里渊频移误差成指数规律下降;在高信噪比（≥30 dB）和光纤沿线布里渊频移波动程度不大（明显小于1个线宽）时斜坡法可以有接近谱拟合法的准确性;双斜坡法的准确性高于单斜坡法。较之谱拟合法,单斜坡法和双斜坡法可以显著降低谱测量时间,传感距离较短时有望实现对振动的测量且没有相位敏感光时域反射技术（phase-sensitive optical time domain reflectometer,φ-OTDR）测量结果存在不确定性的问题。 

【文章来源】：高电压技术. 2020,46(09)北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

布里渊谱及参数

图1 布里渊谱及参数虽然布里渊频移处于理论动态范围内时可以采用单斜坡法计算布里渊频移，但非线性区间内灵敏度偏低或由于引入模型的原因会导致更大的误差。因此，其动态范围也比较有限。

由式(12)可知，谱测量时间与扫频点数成正比，从测量耗时的角度来看，由于谱拟合法需要测量几十个频率点，而单斜坡法和双斜坡法仅分别需要测量1和2个频率点。因此，斜坡法的测量时间可能仅为谱拟合法的几十分之一，这当然与扫频点数有关。由于无需涉及谱拟合，它们的另外一个优势是计算速度很快，一旦谱测量完成，很快就能获得光纤沿线的布里渊频移。2 输电线路监测中的应用

【参考文献】：
期刊论文
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[10]中国光纤传感40年[J]. 廖延彪,苑立波,田芊.  光学学报. 2018(03)

博士论文
[1]光纤布里渊矢量分布式传感技术研究[D]. 涂晓波.国防科学技术大学 2015

硕士论文
[1]分布式光纤传感系统测试平台的设计[D]. 于婷婷.北京邮电大学 2019
[2]基于布里渊效应的分布式光纤传感器技术研究[D]. 陶一鸣.北京邮电大学 2017
[3]基于布里渊效应的分布式传感信号处理关键算法的研究[D]. 刘文哲.燕山大学 2015



本文编号：3076226