一种光纤故障检测方法技术

本发明专利技术提供了一种光纤故障检测方法，属于光纤检测技术领域，该光纤故障检测方法包括如下步骤：将在光纤输入端加载红色激光；在光纤上按第一预定步长，平均取多个测量点进行弯曲形成夹角，并检测所述夹角的位置的光亮度；根据预先训练好的光纤全反射故障模型，对得到的所述光纤故障检测数据进行计算，从所述光纤故障检测数据中，识别出位于第一预定步长区域内的光纤故障位置最近的两处检测点；对检测点之间区域作为光纤故障区域，按第二预定步长，平均取多个测量点进行二次连续弯曲检测，确定所述光纤故障区域内的位于第二预定步长区域内的光纤故障位置最近的两处检测点。的光纤故障位置最近的两处检测点。的光纤故障位置最近的两处检测点。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤故障检测方法


[0001]本专利技术属于光纤检测
，具体而言，涉及一种光纤故障检测方法。

技术介绍

[0002]现在的智能变电站中的合并单元、智能终端、交换机以及保护测控装置等均用光纤传输为主，用光纤回路代替了电缆回路。而实际工作由于光纤材质等因素在变电站的日常运维中会出现光纤因弯折过大或光纤的接口的不稳定导致的光纤链路中断、光功率降低等故障，使得智能变电站内二次设备之间交互的数据中断，变电站结构发生断裂，使得调度端失去对变电站一次设备的监控和保护。
[0003]现有技术中，智能变电站站内发生光纤断链等类型故障时，由于对定位故障点的步骤多、耗时长，导致处理此类危急缺陷时常常需要延时停电进行，耗时耗力，还可能造成电力用户的经济损失。目前对光纤故障进行检测时，存在因光纤线路整体较长，无法快速定位故障位置的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种光纤故障检测方法，能够解决对光纤故障进行检测时，因光纤线路整体较长，无法快速定位故障位置的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的：
[0006]本专利技术提供一种光纤故障检测方法，其中，包括如下步骤：
[0007]S10：将在光纤输入端加载红色激光；
[0008]S20：在光纤上按第一预定步长，平均取多个测量点进行弯曲形成夹角，并检测所述夹角的位置的光亮度，得到每个所述夹角的位置的光亮度的数据，作为光纤故障检测数据；
[0009]S30：根据预先训练好的光纤全反射故障模型，对得到的光纤故障第一检测数据进行计算，从所述光纤故障检测数据中，得到光纤故障所在第一区域，所述第一区域的长度为第一预定步长长度，所述第一区域的两个端点分别为第一检测点和第二检测点；
[0010]S40：在所述第一区域内，按第二预定步长，平均取多个测量点进行二次连续弯曲检测，获得每个弯曲位置的光亮度的数据作为光纤故障第二检测数据，采用训练好的光纤全反射故障模型对光纤故障第二检测数据进行计算，确定第一区域内的光纤故障所在的第二区域，所述第二区域的长度为第二预定步长长度，所述第二区域的两个端点分别为第三检测点和第四检测点。
[0011]在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种光纤故障检测方法还可以做如下改进:
[0012]其中，所述光纤故障检测数据，包括：每个所述夹角的外侧光亮度数据和所述夹角的内侧光亮度数据；
[0013]所述进行弯曲形成夹角、以及所述连续弯曲检测包括：
[0014]采用具有两个对扣、形成光纤贯穿通道的壳体的光纤检测设备，所述壳体内具有
形成所述夹角的弯折部，将所述光纤贯穿通过所述弯折部；在所述弯折部，设置有用于获得所述光亮度的数据的光电传感器。
[0015]其中，所述光纤检测设备包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体内设置有形成所述弯折部的光纤卡槽；
[0016]所述光纤卡槽为倒V形状，所述光纤卡槽中弯折部角度为60～120度，所述弯折部上下两侧分别设置有检测所述外侧光亮度数据的第一透光孔和检测所述内侧光亮度数据的第二透光孔，所述第一透光孔的上方设置有第一检测孔，所述第二透光孔的下方设置有第二检测孔，所述第一检测孔和所述第二检测孔内均设置有光电传感器。
[0017]其中，所述第一壳体上还设置有磁吸片，所述磁吸片用于形成第一壳体和第二壳体的所述对扣的连接；
[0018]所述第二壳体上还设有显示屏，所述显示屏用于显示所述第一透光孔和第二透光孔内的光电传感器数值。
[0019]进一步的，所述S20中测量夹角出的光亮度的具体步骤为：
[0020]将所述光纤检测设备的第一壳体和第二壳体分开，将光纤弯折成所述光纤卡槽的形状后将光纤卡接在光纤卡槽内部，将第一壳体和第二壳体合并连接后读取所述光电传感器数值将第一检测孔的检测数值作为所述夹角的外侧光亮度数据，将第二检测孔的检测数值作为所述夹角的内侧光亮度数据。
[0021]其中，所述光纤全反射故障模型的建立具体步骤为：
[0022]构建一个卷积神经网络模型，其中包含1个输入层，3个卷积层，3个Relu非线性激活层，3个池化层，1个全连接层以及1个输出层，将卷积神经网络作为光纤全反射故障模型雏形，对卷积神经网络模型进行训练，得到光纤全反射故障模型。
[0023]进一步的，所述预先训练好的光纤全反射故障模型，包括以下步骤建立和训练：
[0024]构建一个卷积神经网络模型，其中包含1个输入层，1个Flatten层，1个全连接层以及1个输出层，将卷积神经网络作为光纤全反射故障模型雏形，对卷积神经网络模型进行训练，得到光纤全反射故障模型；
[0025]选取同一品牌型号的存在已定位故障的光纤，以光纤的初始端为原点，在光纤上按所述预定步长对光纤上多处进行弯曲后，获取128个检测点的弯曲检测数据，作为光纤全反射故障模型的输入数据，将光纤故障区域作为光纤全反射故障模型的输出数据，其中光纤故障区域表示为向量D＝[故障区域左侧点，故障区域右侧点]，其中左侧点和右侧点为相邻的点，都属于所述128个检测点；所述训练步骤包括向前传播训练和反向传播网络训练两个阶段，所述向前传播网络训练是，将输入的128个检测点的弯曲检测数据记为检测点向量K＝[当前检测点与原点的距离，当前检测点的外侧光亮度，当前监测点的内侧光亮度]，将128检测点向量转化为一个矩阵将所述矩阵P利用Flatten层进行展平，将展平后的数据输入至激活函数为Relu的全连接网络进行特征提取，得到表示所述光纤故障区域的输出向量，输出向量记为D
′
＝[故障区域左侧点，故障区域右侧点]，将输出向量与期望输出进行比较，若输出向量和期望输出的相似度小于75％，则采用随机梯度下降优化算法
进行反向传播网络训练，更新卷积神经网络模型的参数；其中，期望输出为训练输入对应的光纤的故障区域D。
[0026]进一步的，所述获取128个点的弯曲检测数据为使用光纤检测设备测量出的所述第一检测孔和第二检测孔两处光电传感器的数值。
[0027]其中，所述输出向量和期望向量的相似度计算使用余弦相似度算法。
[0028]与现有技术相比较，本专利技术提供的一种光纤故障检测方法的有益效果是：通过设置光纤卡槽为倒V形状，能够将光纤弯折后进行漏光检测，检测出弯折后点位置光纤的光亮度；通过设置磁吸片，能够将第一壳体和第二壳体通过磁力吸附在一起，在进行漏光检测时提供密闭的检测环境，防止外部环境光亮度影响光电传感器检测数值。
[0029]本专利技术通过预先训练好的光纤全反射故障模型，能够对光纤进行长距离检测，并快速将光纤的故障范围缩小至短区间内，快速对故障光纤进行检修，大幅度提高光纤检修效率。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S10：将在光纤输入端加载红色激光；S20：在光纤上按第一预定步长，平均取多个测量点进行弯曲形成夹角，并检测所述夹角的位置的光亮度，得到每个所述夹角的位置的光亮度的数据，作为光纤故障第一检测数据；S30：根据预先训练好的光纤全反射故障模型，对得到的光纤故障第一检测数据进行计算，从所述光纤故障第一检测数据中，得到光纤故障所在第一区域，所述第一区域的长度为第一预定步长长度，所述第一区域的两个端点分别为第一检测点和第二检测点；S40：在所述第一区域内按第二预定步长，平均取多个测量点进行二次连续弯曲检测，获得每个弯曲位置的光亮度的数据作为光纤故障第二检测数据，采用训练好的光纤全反射故障模型对所述光纤故障第二检测数据进行计算，确定第一区域内的光纤故障所在的第二区域，所述第二区域的长度为第二预定步长长度，所述第二区域的两个端点分别为第三检测点和第四检测点。2.根据权利要求1所述的一种光纤故障检测方法，其特征在于，所述光纤故障检测数据，包括：每个所述夹角的外侧光亮度数据和所述夹角的内侧光亮度数据；所述进行弯曲形成夹角、以及所述连续弯曲检测包括：采用具有两个对扣、形成光纤贯穿通道的壳体的光纤检测设备，所述壳体内具有形成所述夹角的弯折部，将所述光纤贯穿通过所述弯折部；在所述弯折部，设置有用于获得所述光亮度的数据的光电传感器。3.根据权利要求2所述的一种光纤故障检测方法，其特征在于，所述光纤检测设备包括第一壳体(10)和第二壳体(11)，所述第一壳体(10)内设置有形成所述弯折部的光纤卡槽(12)；所述光纤卡槽(12)为倒V形状，所述光纤卡槽(12)中弯折部角度为60～120度，所述弯折部上下两侧分别设置有检测所述外侧光亮度数据的第一透光孔(13)和检测所述内侧光亮度数据的第二透光孔(14)，所述第一透光孔(13)的上方设置有第一检测孔(15)，所述第二透光孔(14)的下方设置有第二检测孔(16)，所述第一检测孔(15)和所述第二检测孔(16)内均设置有光电传感器。4.根据权利要求3所述的一种光纤故障检测方法，其特征在于，所述第一壳体(10)上还设置有磁吸片(17)，所述磁吸片(17)用于形成第一壳体(10)和第二壳体(11)的所述对扣的连接；所述第二壳体(11)上还设有显示屏(18)，所述显示屏(18)用于显示所述第一透光孔(13)和第二透光孔(14)内的光电传感器数值。5.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马立强，陈彪，薛一鹏，赵少侠，马荣，卢刚刚，郭建伟，贺瑞斌，段兵，谢海滨，马小龙，邵华，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司固原供电公司，
类型：发明
国别省市：