一種海底光電復(fù)合纜外部安全監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種海底光電復(fù)合纜的監(jiān)測(cè)裝置，尤其涉及一種海底光電復(fù)合纜外部安全監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，海底電力電纜廣泛應(yīng)用于島嶼供電、近海風(fēng)電場(chǎng)、海上石油平臺(tái)供電和跨越江河海峽短程供電等。大部分埋于海水下的淤泥中，然而隨著時(shí)間的推移和海水洋流的沖刷，部分海底電纜將漂浮于水中，這時(shí)極易受到船舶錨鉤、漁船拖網(wǎng)的傷害，另?yè)?jù)統(tǒng)計(jì)錨損故障占海纜故障的90%以上，及時(shí)發(fā)現(xiàn)海纜潛在的損害并能精確定位對(duì)于海纜的安全具有重要意義。90%以上引起海纜錨損破壞的主要原因是由于船舶的下錨過程中勾住了海纜，在起錨過程中對(duì)海纜進(jìn)行了破壞。
[0003]為能夠?qū)＠|的安全進(jìn)行有效監(jiān)控，并對(duì)可能發(fā)生的災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警并精確定位，目前多數(shù)海底電纜中嵌入了傳感光纖，利用現(xiàn)代光纖傳感技術(shù)對(duì)于海底電纜可能造成的傷害進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。目前可用于海底電纜安全監(jiān)測(cè)的技術(shù)主要有(I)基于布里淵散射的分布式光纖應(yīng)力及溫度探測(cè)技術(shù)(BOTDA)、(2)基于光干涉的振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、(3)船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)等。BOTDA雖能探測(cè)電纜的應(yīng)力分布，但由于檢測(cè)到的參量為應(yīng)力和溫度之和，難以將溫度和應(yīng)力分開，并且無法檢測(cè)電纜的震動(dòng)，單獨(dú)用于海底電纜安全監(jiān)測(cè)具有一定的局限；干涉振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)雖然能夠檢測(cè)并定位電纜的異常振動(dòng)點(diǎn)，但空間分辨率為±50米，定位精度較差；AIS只能識(shí)別進(jìn)入警戒區(qū)域的船舶，無法探測(cè)是否對(duì)警戒區(qū)域的海底電纜構(gòu)成傷害。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題和提出的技術(shù)任務(wù)是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方案進(jìn)行完善與改進(jìn)，提供一種海底光電復(fù)合纜外部安全監(jiān)測(cè)裝置，以達(dá)到準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的目的。為此，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案。
[0005]一種海底光電復(fù)合纜外部安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括光源、光源偏正調(diào)制控制器、傳感光路控制單元、光電轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處理器、船舶自動(dòng)識(shí)別模塊；所述的信號(hào)處理器與船舶自動(dòng)識(shí)別模塊、光電轉(zhuǎn)換器相連以根據(jù)光電轉(zhuǎn)換器提供的電信號(hào)和船舶自動(dòng)識(shí)別模塊接收的船舶信息得出監(jiān)測(cè)結(jié)果。光電轉(zhuǎn)換器用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。信號(hào)處理器主要是將光電轉(zhuǎn)換器提供的各類電信號(hào)分析得出光纖中的應(yīng)力和振動(dòng)信號(hào)，結(jié)合AIS接收器的船舶信息，綜合得出信號(hào)分析結(jié)果本技術(shù)方案集合船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使用戶可通過三方面綜合來監(jiān)測(cè)海底光電復(fù)合纜的安全情況。
[0006]作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步完善和補(bǔ)充，本實(shí)用新型還包括以下附加技術(shù)特征。
[0007]所述的船舶自動(dòng)識(shí)別模塊包括用于接收來自海纜保護(hù)區(qū)域過往船舶VHF信號(hào)的船舶自動(dòng)識(shí)別接收器以得到相應(yīng)船舶信息；所述的光源包括窄線寬激光器、泵浦激光器，光源偏正調(diào)制控制器包括第一光纖分光器、電光調(diào)制器；所述的傳感光路控制單元包括光纖環(huán)形器、第二光纖分光器、第三光纖分光器、第四光纖分光器；窄線寬繳光器的輸出端與第一分光器的輸入端相連；第一分光器的一輸出端與電光調(diào)制器輸入端相連；電光調(diào)制器輸出端與環(huán)形器輸入端相連，環(huán)形器輸出端與傳感光纖一端相連；泵浦激光器輸出端與傳感光纖的另一端相連，環(huán)形器設(shè)第三接收光端，泵浦激光器產(chǎn)成的泵浦光與電光調(diào)器產(chǎn)成的脈沖光在傳感光纖中產(chǎn)生受激布里淵信號(hào)，受激布里淵信號(hào)由環(huán)形器的第三接收光端輸出。船舶自動(dòng)識(shí)別接收器用于自動(dòng)接收來自海纜保護(hù)區(qū)域過往船舶的VHF信號(hào)，并將該信號(hào)進(jìn)行處理，得到相應(yīng)船舶的GPS位置、航行狀態(tài)、航速、船首向等導(dǎo)航定位信息。
[0008]第一分光器的另一輸出端與第二光纖分光器的輸入端相連，第二光纖分光器的一輸出端與第三光纖分光器一輸入端相連，第三光纖分光器一輸出端通過通訊光纖與第四光纖分光器一輸入端相連，第四光纖分光器的一輸出端為第一接收光端；第二光纖器的另一輸出端與第四光纖分光器另一輸入端相連，第四光纖分光器另一輸出端通過通訊光纖與第三光纖分光器另一輸入端相連，第三光纖分光器的另一輸出端為第二接收光端；所述的第一接收光端、第二接收光端、第三接收光端通過光電轉(zhuǎn)換器與信號(hào)處理器相連。
[0009]所述的第三光纖分光器、第四光纖分光器與位于海底光電復(fù)合纜中的兩通信光纖組成干涉儀。
[0010]所述的通訊光纖為單模光纖。
[0011]所述的第一光纖分光器、第二光纖分光器、第三光纖分光器、第四光纖分光器采用反射鍍膜器件進(jìn)行分光，分光比為50:50ο
[0012]所述的環(huán)形器為三端口光纖環(huán)形器。
[0013]所述的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均設(shè)有報(bào)警模塊。報(bào)警模塊可為蜂鳴器、報(bào)警燈等。
[0014]有益效果:本技術(shù)方案對(duì)船舶進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，對(duì)海底光電復(fù)合纜進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測(cè)和振動(dòng)監(jiān)測(cè)，結(jié)合多方面因素，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和準(zhǔn)確報(bào)警。
【附圖說明】
[0015]圖1 ;為本實(shí)用新型功能模塊圖。
[0016]圖2:為本實(shí)用新型工作原理圖。
[0017]圖3:本實(shí)用新型光學(xué)部分工作原理示意圖。
[0018]圖4:為本實(shí)用新型海纜保護(hù)區(qū)域示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0020]如圖2所示，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的海底光電復(fù)合纜外部安全監(jiān)測(cè)裝置主要由光源、光源偏正調(diào)制控制器、傳感光路控制單元，光電轉(zhuǎn)換器，信號(hào)處理器、AIS船舶自動(dòng)識(shí)別模塊組成。光電轉(zhuǎn)換器主要用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。AIS接收器主要用于自動(dòng)接收來自海纜保護(hù)區(qū)域過往船舶的VHF信號(hào)，并將該信號(hào)進(jìn)行處理，得到相應(yīng)船舶的GPS位置、航行狀態(tài)、航速、船首向等導(dǎo)航定位信息。信號(hào)處理器主要是將光電轉(zhuǎn)換器提供的各類電信號(hào)分析得出光纖中的應(yīng)力和振動(dòng)信號(hào)，結(jié)合AIS接收器的船舶信息，綜合得出信號(hào)分析結(jié)果。光源由一個(gè)窄線寬激光器LDl和一個(gè)泵浦激光器LD2組成，光源偏正調(diào)制控制器由第一光纖分光器2、電光調(diào)制器3 (簡(jiǎn)稱EOM)組成。傳感光路控制單元由一個(gè)光纖環(huán)形器4、第二、第三、第四光纖分光器5，6，7組成。
[0021]本實(shí)用新型裝置的光學(xué)工作原理說明如下圖3所示:偏振無關(guān)的第三、第四光纖分光器6、7與通信光纜中的兩光纖81、82共同構(gòu)成Mach-Zehnder干涉儀；來自窄線寬激光器LDl的光經(jīng)過第一光纖分光器2的輸入端211進(jìn)入第一光纖分光器2后，分別從輸出端212和213輸出:
[0022](1)、輸出端212的光經(jīng)過EOM電光調(diào)制器3的輸入端311進(jìn)入，從輸出端312輸出脈沖光，脈沖光經(jīng)過環(huán)形器4的41進(jìn)入，從輸出端42輸出進(jìn)入傳感光纖83，泵浦激光器LD2的光進(jìn)過傳感光纖83，泵浦光與進(jìn)入傳感光纖83內(nèi)的脈沖光產(chǎn)生受激布里淵信號(hào)，經(jīng)過環(huán)形器4的43端接收受激布里淵信號(hào)回到接受光3;
[0023](2)、輸出端213的光經(jīng)過第二光纖分光器5的輸入端511進(jìn)入第二光纖分光器5后，分別從512和513輸出，輸出端513的光經(jīng)過第三光纖分光器6的輸入端611進(jìn)入光纖干涉儀，從第