[发明专利]一种用于电缆舞动受激布里渊光栅阵列光纤传感结构

说明书

本发明公开了一种用于电缆舞动受激布里渊光栅阵列光纤传感结构，属于光纤传感结构技术领域，窄线宽激光器光源输出连续激光发射进入第一3dB耦合器，将激光平均分成功率相同的两部分，一部分经过第二单模光纤进入声光调制器，声光调制器将连续激光调制成脉冲激光，输出脉冲激光经过第三单模光纤进入EDFA放大器，EDFA放大器将脉冲激光能量放大保证较远的探测距离，脉冲激光经过第四单模光纤进入第一环形器，第一环形器将脉冲激光右旋输出到到传感光纤，进入传感光纤的脉冲激光分别先后进入光栅阵列101～10n，在每一个光栅处都会产生回波散射效应，回波信号强度和光纤在这一点的应力应变线性关系。

技术领域

本发明涉及一种光纤传感结构，特别是涉及一种用于电缆舞动受激布里渊光栅阵列光纤传感结构，属于光纤传感结构技术领域。

背景技术

在输电线路中，当导线受到横向速度风载荷作用时，会产生上下加速度运动，因而使导线受到一个空气动力力矩的作用从而产生扭转，当扭转运动的频率与其垂直运动的频率同步时，就会产生导线舞动，由于对舞动的机理尚不完全明确，防止舞动的措施也还不够完备，但是从舞动的重复性可知，输电线的舞动显现是由规律可循的。

架空输电线路杆塔是一种大跨度高耸结构、导线刚度较柔、自振周期大，对风载荷的激励十分敏感，在一些外在因素的作用下，输电线路的舞动幅度大，因此容易引起相间闪络，造成线路跳闸停电，而这种情况下的故障会给电网的安全运行带来较大的危害，现有的电缆舞动监测传感器都是采用电子元器件加微控制器做为监测单元，布置方式采用高压电缆附近直接布设，影响供电安全，，一般情况下，光栅串阵列反射传感技术每一个光栅点位反射率一般控制在0.01％～0.03％之间，在长距离阵列传感系统中，超过一定数量(不大于1000)的传感效果不好，以二个光栅传感距离控制在2米为例，一般超过2000米以上，光栅阵列反射回波信号衰减严重，阵列传感效果不好，为此设计一种用于电缆舞动受激布里渊光栅阵列光纤传感结构来解决上述问题。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种用于电缆舞动受激布里渊光栅阵列光纤传感结构，窄线宽激光器光源输出连续激光发射进入第一3dB耦合器，将激光平均分成功率相同的两部分，一部分经过第二单模光纤进入声光调制器，声光调制器将连续激光调制成脉冲激光，输出脉冲激光经过第三单模光纤进入EDFA放大器，EDFA放大器将脉冲激光能量放大保证较远的探测距离，脉冲激光经过第四单模光纤进入第一环形器，第一环形器将脉冲激光右旋输出到到传感光纤，进入传感光纤的脉冲激光分别先后进入光栅阵列101～10n，在每一个光栅处都会产生回波散射效应，回波信号强度和光纤在这一点的应力应变线性关系，采用应力变化规律和密集的光栅阵列(1米一个点位密度)能够实时测量光纤的摆动幅度和频率，传感光纤的回波信号经过第一环形器和第七单模光纤进入第二3dB耦合器，第二3dB耦合器将光信号和传感器回光信号产生干涉，干涉光进入光纤滤波器，光纤滤波器去杂散光，保证布里渊波长信号的可靠接收，其它杂波信号滤除，光纤滤波器将杂散光滤除后，经过第八单模光纤进入光电探测器，实现测量线缆舞动应变长度，第五单模光纤传输的是激发态布里渊光，第二单模光纤将连续光信号输入到声光调制器，声光调制器将连续激光调制成脉冲激光，作为光纤传感器激发信号，激发态布里渊光测量精度更高，探测距离更远。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种用于电缆舞动受激布里渊光栅阵列光纤传感结构，包括窄线宽激光器、第一3dB耦合器、声光调制器、EDFA放大器和第一环形器9；

所述窄线宽激光器输出连续激光经过第一3dB耦合器，所述第一3dB耦合器将输入的激光分成激光和原始光信号；

所述第一3dB耦合器将输出的激光均分并且一组经过声光调制器、EDFA放大器和第一环形器，另一组激光通过第五单模光纤进入至第二环形器；

所述第一环形器将获取的脉冲激光右旋输出至光栅阵列，光栅阵列输出脉冲激光经过第二环形器右旋输出；