单芯单模光纤电缆沟多参量分布式传感系统设计

本文介绍了一种应用单芯单模光纤的电缆沟多参量分布式光纤传感系统，旨在提升传统电缆沟监测系统的定位精度。系统设计包括硬件和软件两个部分，利用相位差还原方法和频域分析来提取和定位振动信号。通过在感应光纤上加载不同载波频率，实现了对多参量的分布式监测。 分布式光纤传感技术是光纤通信技术发展中的一个重要领域，它利用光纤本身作为传感器，可以对多种物理量进行精确测量。在电缆沟的监测中，振动是关键的物理参数之一，因为电缆沟可能受到各种机械干扰，如挖掘、碰撞等，这些振动信息的准确获取对于电力系统的安全运行至关重要。 该系统采用了单芯单模光纤，这种光纤具有低损耗、高带宽和传输距离远的优点，适用于长距离、高精度的传感应用。硬件部分主要由激光器、相位调制器和耦合器等组件构成，这些器件共同作用于光纤，使其能够感知并传递环境变化产生的信号。 在软件设计上，系统运用了相位差还原方法，通过对振动信号的频谱特性分析，能够提取出关键信息。同时，通过在频域上叠加振动谱，可以找到周期性的极值点，从而对振动事件进行精确定位。此外，利用相位载波技术，不同感应光纤加载不同的载波频率，使得信号接收端可以区分并测量来自不同位置的信号，进一步提高了定位精度和速度。 仿真实验结果显示，该设计的系统在提高定位精度和加快定位速度方面表现优秀，为电缆沟的安全监控提供了有效手段。这一创新技术对于电力行业的电缆沟管理、故障预防及早期预警具有重要意义，也有潜力应用于其他需要多参量分布式监测的场合。 关键词：单芯单模光纤；电缆沟；多参量；分布式；光纤传感系统 中图分类号：TN99；TM929.11 文献标识码：A 文章编号：1674-6236（2021）04-0029-04 DOI：10.14022/j.issn1674-6236.2021.04.007 作者简介：吴自强（1990—），男，广东汕头人，工程师，研究方向为配电技术。