一种海底光电复合缆外部安全监测装置制造方法及图纸

一种海底光电复合缆外部安全监测装置，涉及一种海底光电复合缆的监测装置。海底电力电缆、大部分埋于海水下的淤泥中，然而随着时间的推移和海水洋流的冲刷，部分海底电缆将漂浮于水中，这时极易受到船舶锚钩、渔船拖网的伤害。本实用新型专利技术包括光源、光源偏正调制控制器、传感光路控制单元、光电转换器、信号处理器、船舶自动识别模块；信号处理器与船舶自动识别模块、光电转换器相连以根据光电转换器提供的电信号和船舶自动识别模块接收的船舶信息得出监测结果。本技方案结合AIS接收器的船舶信息，综合得出信号分析结果本技术方案集合船舶自动识别系统、应力监测系统、振动监测系统，使用户通过三方面综合来监测海底光电复合缆的安全情况。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种海底光电复合缆的监测装置，尤其涉及一种海底光电复合缆外部安全监测装置。
技术介绍
随着技术的进步和社会的发展，海底电力电缆广泛应用于岛屿供电、近海风电场、海上石油平台供电和跨越江河海峡短程供电等。大部分埋于海水下的淤泥中，然而随着时间的推移和海水洋流的冲刷，部分海底电缆将漂浮于水中，这时极易受到船舶锚钩、渔船拖网的伤害，另据统计锚损故障占海缆故障的90%以上，及时发现海缆潜在的损害并能精确定位对于海缆的安全具有重要意义。90%以上引起海缆锚损破坏的主要原因是由于船舶的下锚过程中勾住了海缆，在起锚过程中对海缆进行了破坏。为能够对海缆的安全进行有效监控，并对可能发生的灾害进行预警并精确定位，目前多数海底电缆中嵌入了传感光纤，利用现代光纤传感技术对于海底电缆可能造成的伤害进行实时监测。目前可用于海底电缆安全监测的技术主要有（1）基于布里渊散射的分布式光纤应力及温度探测技术(BOTDA)、（2）基于光干涉的振动检测技术、（3）船舶自动识别系统（AIS）等。BOTDA虽能探测电缆的应力分布，但由于检测到的参量为应力和温度之和，难以将温度和应力分开，并且无法检测电缆的震动，单独用于海底电缆安全监测具有一定的局限；干涉振动检测技术虽然能够检测并定位电缆的异常振动点，但空间分辨率为±50米，定位精度较差； AIS只能识别进入警戒区域的船舶，无法探测是否对警戒区域的海底电缆构成伤害。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种海底光电复合缆外部安全监测装置，以达到准确监测的目的。为此，本技术采取以下技术方案。一种海底光电复合缆外部安全监测装置，其特征在于：包括光源、光源偏正调制控制器、传感光路控制单元、光电转换器、信号处理器、船舶自动识别模块；所述的信号处理器与船舶自动识别模块、光电转换器相连以根据光电转换器提供的电信号和船舶自动识别模块接收的船舶信息得出监测结果。光电转换器用于将接收到的光信号转换为电信号。信号处理器主要是将光电转换器提供的各类电信号分析得出光纤中的应力和振动信号，结合AIS接收器的船舶信息，综合得出信号分析结果本技术方案集合船舶自动识别系统、应力监测系统、振动监测系统，使用户可通过三方面综合来监测海底光电复合缆的安全情况。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本技术还包括以下附加技术特征。所述的船舶自动识别模块包括用于接收来自海缆保护区域过往船舶VHF信号的船舶自动识别接收器以得到相应船舶信息；所述的光源包括窄线宽激光器、泵浦激光器，光源偏正调制控制器包括第一光纤分光器、电光调制器；所述的传感光路控制单元包括光纤环形器、第二光纤分光器、第三光纤分光器、第四光纤分光器；窄线宽缴光器的输出端与第一分光器的输入端相连；第一分光器的一输出端与电光调制器输入端相连；电光调制器输出端与环形器输入端相连，环形器输出端与传感光纤一端相连；泵浦激光器输出端与传感光纤的另一端相连，环形器设第三接收光端，泵浦激光器产成的泵浦光与电光调器产成的脉冲光在传感光纤中产生受激布里渊信号，受激布里渊信号由环形器的第三接收光端输出。船舶自动识别接收器用于自动接收来自海缆保护区域过往船舶的VHF信号，并将该信号进行处理，得到相应船舶的GPS位置、航行状态、航速、船首向等导航定位信息。第一分光器的另一输出端与第二光纤分光器的输入端相连，第二光纤分光器的一输出端与第三光纤分光器一输入端相连，第三光纤分光器一输出端通过通讯光纤与第四光纤分光器一输入端相连，第四光纤分光器的一输出端为第一接收光端；第二光纤器的另一输出端与第四光纤分光器另一输入端相连，第四光纤分光器另一输出端通过通讯光纤与第三光纤分光器另一输入端相连，第三光纤分光器的另一输出端为第二接收光端；所述的第一接收光端、第二接收光端、第三接收光端通过光电转换器与信号处理器相连。所述的第三光纤分光器、第四光纤分光器与位于海底光电复合缆中的两通信光纤组成干涉仪。所述的通讯光纤为单模光纤。所述的第一光纤分光器、第二光纤分光器、第三光纤分光器、第四光纤分光器采用反射镀膜 器件进行分光，分光比为50：50。所述的环形器为三端口光纤环形器。所述的船舶自动识别系统、应力监测系统、振动监测系统均设有报警模块。报警模块可为蜂鸣器、报警灯等。有益效果：本技术方案对船舶进行自动识别，对海底光电复合缆进行应力监测和振动监测，结合多方面因素，实现实时监测和准确报警。附图说明图1；为本技术功能模块图。图2：为本技术工作原理图。图3：本技术光学部分工作原理示意图。图4： 为本技术海缆保护区域示意图。具体实施方式以下结合说明书附图对本技术的技术方案做进一步的详细说明。如图2所示，本技术设计的海底光电复合缆外部安全监测装置主要由光源、光源偏正调制控制器、传感光路控制单元，光电转换器，信号处理器、AIS船舶自动识别模块组成。光电转换器主要用于将接收到的光信号转换为电信号。AIS接收器主要用于自动接收来自海缆保护区域过往船舶的VHF信号，并将该信号进行处理，得到相应船舶的GPS位置、航行状态、航速、船首向等导航定位信息。信号处理器主要是将光电转换器提供的各类电信号分析得出光纤中的应力和振动信号，结合AIS接收器的船舶信息，综合得出信号分析结果。光源由一个窄线宽激光器LD1和一个泵浦激光器LD2组成，光源偏正调制控制器由第一光纤分光器2、电光调制器3（简称EOM）组成。传感光路控制单元由一个光纤环形器4、第二、第三、第四光纤分光器5，6，7组成。本技术装置的光学工作原理说明如下图3所示：偏振无关的第三、第四光纤分光器6、7与通信光缆中的两光纤81、82共同构成Mach-Zehnder干涉仪；来自窄线宽激光器LD1的光经过第一光纤分光器2的输入端211进入第一光纤分光器2后，分别从输出端212和213输出：（1）、输出端212的光经过EOM电光调制器3的输入端311进入，从输出端312输出脉冲光，脉冲光经过环形器4的41进入，从输出端42输出进入传感光纤83，泵浦激光器LD2的光进过传感光纤83，泵浦光与进入传感光纤83内的脉冲光产生受激布里渊信号，经过环形器4的43端接收受激布里渊信号回到接受光3;(2)、输出端213的光经过第二光纤分光器5的输入端511进入第二光纤分光器5后，分别从512和513输出，输出端513的光经过第三光纤分光器6的输入端611进入光纤干涉仪，从第四光纤分光器7的输出端712输出，回到接收光1；输出端512的光经过第四光纤分光器7的输入端711进入光纤干涉仪，从第三光纤分光器6的输出端612输出，回到接收光2；  本技术装置接通过第一接收光端1、第二接收光端2、第三接收光端3收到的光进入光电转换器进行光电信号转换，将转换的信号输入处理器中进行综合的信号处理分析，得与实时监测光纤的锚害报警。在本技术方案中，光纤：普通光通信用单模光纤。光纤分光器：采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海底光电复合缆外部安全监测装置，其特征在于：包括光源、光源偏正调制控制器、传感光路控制单元、光电转换器、信号处理器、船舶自动识别模块；所述的信号处理器与船舶自动识别模块、光电转换器相连以根据光电转换器提供的电信号和船舶自动识别模块接收的船舶信息得出监测结果。

【技术特征摘要】
1.一种海底光电复合缆外部安全监测装置，其特征在于：包括光源、光源偏正调制控制器、传感光路控制单元、光电转换器、信号处理器、船舶自动识别模块；所述的信号处理器与船舶自动识别模块、光电转换器相连以根据光电转换器提供的电信号和船舶自动识别模块接收的船舶信息得出监测结果。
2.根据权利要求1所述的一种海底光电复合缆外部安全监测装置，其特征在于：所述的船舶自动识别模块包括用于接收来自海缆保护区域过往船舶VHF信号的船舶自动识别接收器以得到相应船舶信息；所述的光源包括窄线宽激光器、泵浦激光器，光源偏正调制控制器包括第一光纤分光器、电光调制器；所述的传感光路控制单元包括光纤环形器、第二光纤分光器、第三光纤分光器、第四光纤分光器；窄线宽缴光器的输出端与第一分光器的输入端相连；第一分光器的一输出端与电光调制器输入端相连；电光调制器输出端与环形器输入端相连，环形器输出端与传感光纤一端相连；泵浦激光器输出端与传感光纤的另一端相连，环形器设第三接收光端，泵浦激光器产成的泵浦光与电光调器产成的脉冲光在传感光纤中产生受激布里渊信号，受激布里渊信号由环形器的第三接收光端输出。
3.根据权利要求2所述的一种海底光电复合缆外部安全监测装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：史令彬，王立新，徐武斌，徐海宁，林晓波，胡伟东，卢志飞，吕明，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网浙江省电力公司舟山供电公司，浙江舟山海洋输电研究院有限公司，宁波诺可电子科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11