[发明专利]一种辐射状管网监测方法

摘要

本发明公开了一种辐射状管网监测系统，包括宽带激光光源（1）、光纤耦合器（2）、第一光纤反射装置（3）、光纤延迟线圈（4）、第二光纤反射装置（5）、第一相位调制器（6）、第二相位调制器（7）、第一光纤分路器（8）、第二光纤分路器（9）、波分复用器（10）、光接收装置（11）、采集器及计算机（12）；第二光纤反射装置（5）、光纤延迟线圈（4）、光纤耦合器（2）依次顺序连接；本发明解决了现有的应用于长途管道的光纤传感监测主机一般均只能监测单向1路或双向2路管线，无法做到同时监测呈辐射状蛛丝形的城市地下管网的问题。

主权项

一种辐射状管网监测方法，其特征在于，基于辐射状管网监测系统进行监测；所述辐射状管网监测系统，包括宽带激光光源(1)、光纤耦合器(2)、第一光纤反射装置(3)、光纤延迟线圈(4)、第二光纤反射装置(5)、第一相位调制器(6)、第二相位调制器(7)、第一光纤分路器(8)、第二光纤分路器(9)、波分复用器(10)、光接收装置(11)、采集器及计算机(12)；所述第二光纤反射装置(5)、光纤延迟线圈(4)、光纤耦合器(2)依次顺序连接，所述宽带激光光源(1)、第一光纤反射装置(3)、第一相位调制器(6)、第二相位调制器(7)、波分复用器(10)均与光纤耦合器(2)相连接，所述采集器及计算机(12)通过光接收装置(11)与波分复用器(10)相连接，所述第一相位调制器(6)、第二相位调制器(7)分别与第一光纤分路器(8)、第二光纤分路器(9)相连接；所述第一光纤分路器(8)、第二光纤分路器(9)的分线端分别连接若干个光纤光栅；辐射状管网监测具体包括以下步骤：S1，宽带激光光源(1)中的连续光入射到光纤耦合器(2)中，形成的K种光路途径；S2，每种光路途径对应波分复用器(10)的每一个波长端口，每一个波长端口发出的信号光经光接收装置(11)放大后进入采集器的采集通道，根据采集通道编号定义监测的所有管线顺序；S3，K种光路途径中产生有效干涉的光路途径为L种，对L种有效干涉的光路途径计算光强的实时变化函数；光强的实时变化函数计算具体包括以下步骤：设激光入射功率为P0，考虑到光器件的插入损耗和光纤的衰减损耗，设总的衰减参数为a，由于光接收装置(11)滤掉干涉光强直流量，则形成的干涉光强交流量P(t)为：P(t)＝aP0{cos[Δφ(t)+φ0]‑cos(φ0)}其中，φ0为光纤耦合器的相位偏置量；Δφ(t)=∂φ∂t|t=tnl/c]]>Δφ(t)为外界对光纤的扰动造成的弹光效应导致的光干涉相位差；为瞬时相位变化率，n为光纤折射率，l为光纤延迟线圈长度，c为光速；则外界对光纤的扰动会引起干涉光强的实时变化；S4，将光干涉相位差Δφ(t)作为实时监测管线环境周围扰动的数据量，依据光干涉相位差Δφ(t)的变化对辐射状管网进行监测。