基于压电偏振控制器辅助POTDR的光纤弯曲半径测量研究

利用压电偏振控制器辅助POTDR(PPC-assisted POTDR)测量光纤不同弯曲半径下的双折射分布。在光纤弯曲半径不变的情况下,双折射系数仍然是一个随机变量,因此通过计算双折射系数并不能估算弯曲半径,必须对光纤进行多圈弯曲,通过平均双折射系数计算弯曲半径。提出引用计算被测弯曲半径的光纤双折射系数的分布函数与标准弯曲光纤(光纤标准弯曲半径为8cm)双折射系数分布函数的相关系数,来估算光纤的弯曲半径。这种方法有利于在光纤弯曲很复杂的情况下确定光纤的弯曲位置和弯曲半径。

POTDR分布式光纤传感及其在安防监测中的应用

提出了一种基于偏振光时域反射计分布式光纤传感技术的新型安防监测系统.该系统使用偏振分束器获取到具有正交偏振态的两路偏振光时域反射计信号,对比验证以确认是否出现了造成偏振态变化的扰动,提高了系统对扰动远程定位检测的准确度,大幅度减小了误判率和漏报率.同时在偏振光时域反射计系统的扰动探测中创造性的采用差值法和相对坐标相结合的方法,首次可以明显并且直观地检测和定位偏振光时域反射计系统中的扰动.最后采用Visual C++开发了一套实时的数据采集与处理软件.实验结果表明该系统具有较高的灵敏度,并在2km和14km处获取到具有较高信噪比的扰动信号.

基于Ф-OTDR和POTDR结合的分布式光纤微扰传感系统

提出了一种ф-OTDR和POTDR相结合的分布式光纤微扰传感系统.该系统将窄线宽DFB激光器作为传感光源同时应用到ф-OTDR和POTDR中,在不增加成本的前提下使两种系统合为一体,可同时检测传输光脉冲的相位和偏振态的变化,并使它们并行运行以提高传感系统对微扰远程定位检测的准确度,从而大幅减小误判率和漏报率.同时采用小波分析的方法来降低传感信号的噪音以进行后续的处理.实验结果表明,传感系统在14km处获得具有较高信噪比的扰动信号,同时系统的空间分辨率也达到了50m.

基于POTDR的形变式光纤围栏系统的研究

为了克服振动式光纤围栏的缺点,提出一种基于POTDR形变式光纤围栏.与振动式光纤围栏相比,它是通过探测光缆发生形变(例如:光缆曲率半径从0.3 m变到0.4 m以上)来发现入侵活动.形变式光纤围栏具有电磁兼容性好、作用距离长、全分布式以及更强的抗外部干扰能力时优点.

光缆线路的安全监测

通过对几种典型的光缆线路监测方法的介绍,包括组合利用OTDR(光时域反射仪)技术和分布式光纤光栅传感网络技术来对光缆线路以及光缆内光纤工作状况进行全面监控的技术方案,以及基于POTDR的安全监测技术和光缆干涉型入侵探知传感技术,阐明光缆线路监测技术未来的应用及发展方向,为光缆通信系统可靠传输提出安全监测建议。

基于偏振光时域反射技术的分布式光纤传感器

首先介绍了偏振光时域反射技术(POTDR)的基本原理及发展现状,并重点介绍了几种典型调制效应(电光效应、Faraday效应以及弹光效应)的基本原理及其在POTDR分布式光纤传感器中的主要应用模式,以及POTDR分布式光纤传感器对现代监测系统的意义。最后,提出POTDR光纤传感器在实际应用中存在的问题与不足,并对其应用前景和发展方向进行了展望。

基于OTDR的光缆故障点精确定位方法

光缆维护时存在着故障点的位置定位不精确的问题,给光缆维护和抢修带来了困难。为解决这一问题提出了基于光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer,OTDR)的光缆故障点精确定位方法。该方法结合了OTDR和偏振光时域反射技术(Polarization Optical Time Domain Reflectometry,POTDR),使用OTDR得到光缆故障点的光纤光学长度,利用POTDR分别获取光缆弯曲时和光缆恢复原状时的两组后向散射数据,用差值法和寻找斜率变化的方法对两组后向散射数据进行处理,可以确定光缆弯曲点的位置。结合光纤光学长度、弯曲点的位置及光缆余长系数,得出弯曲点与光缆故障点的距离,当弯曲点距离光缆故障点位置比较近时(小于200m),对光缆故障点的定位很精确。实验结果表明,该方法能够精确地定位光缆故障点位置,结构简单,操作方便且不损伤光缆。

针对光纤弯曲法的光纤反窃听技术研究

为应对以光纤弯曲法为代表的光纤窃听技术的威胁,需要采用相应的反窃听手段进行应对。通过对布里渊光时域反射技术(BOTDR)和偏振光时域反射技术(POTDR)的基本原理进行分析,分别设计出了基于BOTDR和POTDR的光纤反窃听监测模型,该方法在理论上可以取得较好的反窃听效果。

提高光缆故障定位准确度的方法研究

对于光缆发生故障定位难的问题,本文讨论了POTDR在通信光缆发生故障时相对于OTDR在定位故障点方面的优势,分析并提出了一种提高光缆故障定位准确度的方法。该方法是对于POTDR多次测量后如何在多组数据中分析判断其中最接近真实数据的数据的研究。试验结果表明该方法能明显提高POTDR的定位准确度。

基于分布式光纤的电缆温度检测系统

城市电力电缆常常工作在高电压和强磁场等复杂环境下,容易造成火灾隐患。为了更好地实施监控高压电力电缆的在线温度,用分布式光纤作为温度传感器设计出对整条电缆的温度检测系统方案。该设计采用ARM作为中央处理器,用Stokes信号解调Anti-Stokes信号,提高了信号的稳定性,最后对该系统的实验数据进行结果分析。

增强偏振光时域反射计灵敏度的光缆布设方案研究

偏振光时域反射计(POTDR)通过探测光纤中光波偏振态的变化,可实现对光纤所受扰动的分布式测量,在周界安防领域有巨大的应用潜力。外界扰动在光纤上的作用方式对POTDR的灵敏度有重要的影响。在传统POTDR的基础上,研究了光缆的布线方式对传感系统灵敏度的影响,通过分析对比外界作用力与光纤感生双折射之间的关系,设计了两种可以提高POTDR传感灵敏度的布线方案。实验结果表明,以一般的平直式布线方式为对照,在同样的外界扰动影响下,本文提出的两种光缆布线方案,均可极大提高POTDR的传感灵敏度,对扰动事件的报警率从50%提高到了90%以上。