一種提高光纖長距離監控定位精度的監測線路的製作方法
2023-05-26 23:10:56 1
一種提高光纖長距離監控定位精度的監測線路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種提高光纖長距離監控定位精度的監測線路，本實用新型首先對長距離直線型布設的光纜間隔一定距離進行一段距離的冗餘繞制形成光纜環圈，該冗餘繞制形成的光纜環圈對所受環境影響的區位一致性，環圈內的光波波形呈現明顯的強一致性，當入侵事件發生時，通過對全線光路的波形信號掃描過程中發現波形異常點，再通過物理性的冗餘繞制的光纜環圈，判斷識別事件發生的位置區段；最後對已確定的位置區段內的信號進行掃描與識別分析，將事件發生位置進行準確定位。通過本方案能夠有效的提高光纖長距離監控定位精度。
【專利說明】一種提高光纖長距離監控定位精度的監測線路
【技術領域】
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[0001]本實用新型屬於光纖傳感【技術領域】，具體涉及一種提高光纖長距離監控定位精度的技術。
【背景技術】
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[0002]維護基礎設施的安全是社會穩定、經濟快速發展的一個基本要求。對通信光纜(包括海底光纜)、高壓電網、輸油管道、輸氣管道、電纜溝等基礎設施進行安全監測，不僅是這些設施實現技術性功能的保障，更是避免造成重大經濟損失、維護社會穩定發展的有效手段。特別是隨著基礎設施建設的快速發展，呈現出區域分布廣、複雜程度高、重要性進一步提高的新特點，這就使得基礎設施受到危害的範圍、頻率也隨之增加，安全監測的難度、重要性也相應增加。據不完全統計，僅中國每年因外界破壞而造成的管道洩漏或爆炸上千餘次，直接經濟損失達幾億元。由此帶來的環境汙染、商業信用等損失更是難以估量。
[0003]為了維護幹線的完整性，防止第三方破壞，直接負責管道、電網、通信網等運營部門已經投入了巨大的人力和財力。各級政府和社會各界也非常關注，從專項立法到具體防範、輿論宣傳、專項治理等方面都做了大量的工作。國務院曾召開電視電話會議，部署開展輸油管道生產治安秩序專項行動，公安部也加大了打擊盜油犯罪的力度，並收到了一定的成效。
[0004]各種管道運輸安全監測技術也在這種強烈的市場需求中不斷發展，目前已有的管道安全生產監測技術主要有「管內流體力學狀態檢測技術」、「分布式光纖溫度和應力監測技術」、「聲波監測技術」、「M - Z光纖幹涉技術」、「0TDR光時域反射技術」、「單芯反饋式光纖幹涉技術」等。
[0005]由於長距離幹線的監測，容易受電磁幹擾的影響且長距離供電的困難性，因此，光纖類技術成為了進行電力、通信和油氣管道等行業的安全監測和預防人為破壞的主要技術手段。光纖傳感器是以光學理論為基礎，將非光量轉化為光量進行測量。以光纖作為信息傳遞媒介的傳感器具有一系列其它傳感器無法比擬的優點:不受電磁場幹擾，能應用在強電磁場的場合；不會產生電磁騷擾；感應端無需供電，使用、維護方便；耐腐蝕、本質安全等等。而且光纖定位監測能夠對威脅管道安全的各種行為進行早期監測、定位和預警，「未雨綢繆」，給管道維護者留出足夠時間來制止破壞或強化防範的話，就會徹底扭轉運營部門當前這種被動堵漏的不利局面，從根本上避免損失。
[0006]目前已有的光纖類長距離定位監控技術主要包括「分布式光纖溫度和應力監測技術」、「M — Z光纖幹涉技術」、「0TDR光時域反射技術」、「單芯反饋式光纖幹涉技術」，各類技術原理相異，達到的效果也各有不同，各類技術理論所能達到的定位精度普遍在±10米/百公裡?±100米/百公裡，但該類技術由於受到普遍存在的環境幹擾、光路系統不穩定、探測敏感度低、長距離光纜布設條件難一致性等問題，造成實際應用中定位精度不高，定位報警位置差錯等問題。給安全監控帶來了困攪，系統往往達不到預期的效果。實用新型內容:
[0007]針對現有光纖類長距離定位監控技術定位精度以及報警精準度不高的問題，本實用新型的目的在於提供一種提高光纖長距離監控定位精度的監測線路。
[0008]為了達到上述目的，本實用新型採用如下的技術方案:
[0009]一種提高光纖長距離監控定位精度的監測線路，所述監測線路包括用於監測的光纜，所述光纜長距離直線型布設，且間隔一定距離進行一段距離的冗餘繞制形成光纜環圈。
[0010]在該監測線路的優選方案中，所述光纜等距的進行光纜環圈的冗餘繞制。
[0011]進一步的，所述光纜環圈的內徑 > 光纜無損耗的最小繞制內徑。
[0012]本實用新型提供的方案不僅提高了系統的定位精度而且對於在颳風、下雨、雷電和車輛通行等複雜環境狀態中發生的入侵行為也能準確報警，有效剔除了誤報和漏報，提高了系統對環境的適應性。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0013]以下結合附圖和【具體實施方式】來進一步說明本實用新型。
[0014]圖1為本實用新型的系統結構圖；
[0015]圖2為風、雨等外界幹擾因素顯示的系統波形；
[0016]圖3為某入侵行為發生時系統顯示的波形。
【具體實施方式】
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[0017]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。
[0018]參見圖1，本實用新型通過在光纜構造的長距離監測線路中，將長距離直線型布設的光纜100，間隔一定距離L (等距的)進行一段距離的光纜環圈101的冗餘繞制。
[0019]對於繞制光纜環圈101之間的距離L，在實際中根據光纜長距離定位精度的不同，以及根據監控光纜周圍環境幹擾的情況不同，來調整間隔距離:環境幹擾多，幹擾情況較複雜的區域，可以縮短間隔距離；環境情況較一致的區域，間隔距離可拉長，一般為>定位精度。
[0020]對於繞制的光纜環圈101，其內徑 > 光纜無損耗的最小繞制內徑，光纜環圈的長度根據傳感光纜的監測距離以及定位精度不同而不同。
[0021]該光纜環圈在進行冗餘繞制時，首先，準備一個光纜環圈骨架，環圈骨架內徑 > 光纜無損耗的最小繞制內徑，將環圈骨架通過固定用工裝固定在繞線機上。
[0022]接著，將繞線機的計數歸零，轉動繞線機，開始繞制光纖環圈。在繞制過程中注意張力的控制，避免光纜拉得太緊，同時避免隆起。
[0023]當計數器的數值達到需要的圈數，停止繞制，將光纜截斷，記錄光纜的讀數。
[0024]最後，將環圈骨架從光纜環圈上卸下，在拆卸的過程中，注意保持光纜環圈的形狀，同時注意避免夾斷光纜。
[0025]對於繞制的光纜環圈的長度根據傳感光纜的監測距離以及定位精度不同而不同。
[0026]由此冗餘繞制的光纖環圈對所受環境影響的區位一致性，環圈內的光波波形呈現明顯的強一致性。因此，當入侵事件發生時，與其配合的光纜定位監測系統在全線光路的波形信號掃描過程中發現波形異常點，通過物理性的光纜冗餘繞制，判斷識別事件發生的位置區段，再通過算法對冗餘繞制光纜的邏輯判定，從而提高定位精度。
[0027]基於上述方案，進行光纖長距離監控定位的實施過程如下:
[0028]該監控定位實例基於光纜定位監測系統進行，光纜定位監測系統主要監測通過直接觸及光纜，或通過介質物傳遞的機械振動、衝擊量，監測振動信號，實現對長距離線性物質的定位精度。
[0029]參見圖1，當光纜定位監測系統通過光纜監測到振動信號，光纜定位監測系統將其轉換並返回到系統處理器。系統監測到振動點S後，以振動點S為中心對前後光纜進行掃描，看光纜線路附近是否還有其它振動點。
[0030]當向前、向後監測到冗餘繞制的光纜環圈(如圖中環圈η和η-l)位置時，由於冗餘繞制的光纜環圈區段所受環境狀態的一致性，其感應波形呈現出明顯的一致性。因此系統可以首先對事件發生的相鄰繞制環圈的區段(如圖中環圈η和η-l)進行定位，排除掉長距離全線路中其它波形信號的幹擾。
[0031]系統再通過對已確定的相鄰繞制環圈的區段內的信號掃描與識別分析，將事件發生位置進行準確定位。具體可通過算法對冗餘繞制光纜的邏輯判定，從而提高定位精度。
[0032]系統不僅能精確檢測出監測介質的振動信號，而且能識別出是某一點振動還是沿路的相鄰多環圈均發生振動，判斷是真正的報警事件引起的單點振動還是環境因素引起的分布式振動。
[0033]同時利用該方法，當相鄰多個環圈呈現出一致性的振動信號時，系統可判別為該區域為颳風、下雨、雷電和車輛通行等環境因素造成的振動而不予處理。當該區域內出現特殊相異的信號時，通過系統對該點信號的分析識別，判斷其為小動物或其它一過性幹擾、還是懷疑的入侵行為，只有達到一定的判定條件才判斷為入侵信號。
[0034]參見圖2，其所示為採用本監測線路的光纜定位監測系統在風、雨、小動物等外界環境幹擾因素時，所顯示的系統波形。通過對該波形分析得到，在監測線路上相鄰的多個環圈呈現出一致性的振動信號。
[0035]參見圖3，其所示為採用本監測線路的光纜定位監測系統在某真實的入侵行為發生時，所統顯示的系統波形。通過對該波形分析得到，在監測線路上某個出現特殊相異的信號。
[0036]由此，監測系統通過對這兩種不同波形的分析、判斷，過濾環境幹擾，能夠準確的對真實入侵行為報警。
[0037]由此，通過該方案不僅提高了系統的定位精度而且對於在颳風、下雨、雷電和車輛通行等複雜環境狀態中發生的入侵行為也能準確報警，有效剔除了誤報和漏報，提高了系統對環境的適應性。
[0038]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種提高光纖長距離監控定位精度的監測線路，所述監測線路包括用於監測的光纜，其特徵在於，所述光纜長距離直線型布設，且光纜等距的進行光纜環圈的冗餘繞制，所述光纜環圈的內徑 > 光纜無損耗的最小繞制內徑，冗餘光纜環圈之間的間隔距離 > 定位精度。
【文檔編號】G08B13/186GK203931063SQ201320534957
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】繆璇, 肖倩 申請人:上海復旦智能監控成套設備有限公司