一种多维光纤传感融合电力管道监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种多维光纤传感融合电力管道监测装置。


背景技术：

2.现随着激光光源技术的发展和光纤技术的逐渐成熟，光纤振动传感在长距离管线的监测应用逐渐成为人们研究的方向。目前世界主流的研究方向包括干涉型、散射型两大类。
3.澳大利亚futurefibertechnology(fft)公司较早开发出了基于光纤传感的管线安全预警装置，可以实现管道沿线的微振动检测，但该只能实现触碰报警，不能够对振动信号进行分类。美国的optellios公司开发了一种光纤巡逻系统装置，应用于美国和墨西哥边境隔离墙的电子围栏工程，也只能实现入侵报警，不能对事件信号进行分析分类。斯伦贝谢公司和英国南安普顿大学共同研发了一套管道状态监测预警系统装置，可实现200km的无源防护，其检测距离长，但系统非常复杂、需要单独铺设特种光缆。
4.由此可见，现有技术的管道检测预警装置并不带有对管道沿线的振动信号进行解析分类的功能，有的还需要单独铺设特种光缆，使用起来并不智能方便。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种多维光纤传感融合电力管道监测装置，无需特种光缆，能够对振动信号进行解析分类，使用起来智能方便。
6.为了解决上述问题，本实用新型采用的方案为：
7.一种多维光纤传感融合电力管道监测装置，所述电力管道内铺设有光缆，包括监测柜、光路发射单元以及设置在所述监测柜内的光路接收单元、光电转换单元和信号处理单元；
8.所述监测柜和所述光路发射单元分别位于所述电力管道的两端，所述光路发射单元通过所述光缆的一根纤芯连接所述光路接收单元；
9.所述光路接收单元与所述光电转换单元相连，所述光电转换单元与所述信号处理单元相连，所述信号处理单元用于对所述光电转换单元转换后的电信号进行解析分类。
10.进一步地，所述监测柜上还设置有温度采集单元；
11.所述温度采集单元与所述信号处理单元相连且用于监测所述光缆的温度变化。
12.进一步地，还包括键盘，所述键盘装设于所述监测柜内且与所述信号处理单元电连接。
13.进一步地，所述监测柜上设置有抽屉；
14.所述键盘位于所述抽屉内。
15.进一步地，所述监测柜内还包括托盘；
16.多个所述托盘在所述监测柜内由下至上等间距叠层设置，多个所述托盘分别用于
放置所述光路接收单元、所述光电转换单元和所述信号处理单元。
17.进一步地，还包括显示器，所述显示器设置于所述监测柜内且与所述信号处理单元相连。
18.进一步地，还包括散热风扇，所述散热风扇装设于所述监测柜内的顶部。
19.进一步地，所述监测柜的底部还装设有滚轮。
20.综上所述，本实用新型的有益效果在于：提供一种多维光纤传感融合电力管道监测装置，将监测柜和光路发射单元设置在电力管道的两端位置，并通过电力管道内光缆冗余的一根光纤连接光路发射单元和光路接收单元，形成光路，通过光路接收单元接收光缆上的光信号并由光电转换单元进行光电转换，并通过信号处理单元进行解析分类，从而无需额外铺设特种光缆，使用起来智能方便。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例的一种多维光纤传感融合电力管道监测装置的监测柜的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例的一种多维光纤传感融合电力管道监测装置的系统框图。
23.标号说明：
24.1、电力管道；2、光缆；3、监测柜；4、光路发射单元；5、光路接收单元；6、光电转换单元；7、信号处理单元；8、温度采集单元；9、键盘；10、抽屉；11、托盘；12、显示器；13、散热风扇；14、滚轮。
具体实施方式
25.为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
26.请参照图1和图2，一种多维光纤传感融合电力管道监测装置，所述电力管道1内铺设有光缆2，包括监测柜3、光路发射单元4以及设置在所述监测柜3内的光路接收单元5、光电转换单元6和信号处理单元7；
27.所述监测柜3和所述光路发射单元4分别位于所述电力管道1的两端，所述光路发射单元4通过所述光缆2的一根纤芯连接所述光路接收单元5；
28.所述光路接收单元5与所述光电转换单元6相连，所述光电转换单元6与所述信号处理单元7相连，所述信号处理单元7用于对所述光电转换单元6转换后的电信号进行解析分类。
29.从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：提供一种多维光纤传感融合电力管道监测装置，将监测柜3和光路发射单元4设置在电力管道1的两端位置，并通过电力管道1内光缆2冗余的一根光纤连接光路发射单元4和光路接收单元5，形成光路，通过光路接收单元5接收光缆2上的光信号并由光电转换单元6进行光电转换，并通过信号处理单元7进行解析分类，从而无需额外铺设特种光缆2，使用起来智能方便。
30.进一步地，所述监测柜3上还设置有温度采集单元8；
31.所述温度采集单元8与所述信号处理单元7相连且用于监测所述光缆2的温度变
化。
32.从上述描述可知，温度采集单元8对光纤温度场进行分布式测量，并将数据传输至信号处理单元7，从而实时了解线缆温度，以便于操作人员进行运维工作。
33.进一步地，还包括键盘9，所述键盘9装设于所述监测柜3内且与所述信号处理单元7电连接。
34.从上述描述可知，监测柜3上设置键盘9，以方便操作人员执行手动控制、调取数据等操作。
35.进一步地，所述监测柜3上设置有抽屉10；
36.所述键盘9位于所述抽屉10内。
37.从上述描述可知，键盘9采用抽屉10收纳，可方便于隐藏键盘9，还不要额外的支撑架，使得监测柜3的外形保持整洁美观。
38.进一步地，所述监测柜3内还包括托盘11；
39.多个所述托盘11在所述监测柜3内由下至上等间距叠层设置，多个所述托盘11分别用于放置所述光路接收单元5、所述光电转换单元6和所述信号处理单元7。
40.从上述描述可知，在监测柜3上使用托盘11收纳存放光路接收单元5、光电转换单元6和信号处理单元7，使得硬件设备保持平稳的同时还便于取放。
41.进一步地，还包括显示器12，所述显示器12设置于所述监测柜3内且与所述信号处理单元7相连。
42.从上述描述可知，显示器12可用于显示信号处理单元7的处理结果，帮助操作人员实时了解光缆2的具体情况，了解一些突发的振动事件。
43.进一步地，还包括散热风扇13，所述散热风扇13装设于所述监测柜3内的顶部。
44.从上述描述可知，散热风扇13能够加快监测柜3内的空气流通速度，加快散热，延长设备的使用寿命，保障装置稳定运行。
45.进一步地，所述监测柜3的底部还装设有滚轮14。
46.从上述描述可知，监测柜3通过滚轮14实现可移动设计，以满足实际工作中或放置场地时的移动需求。
47.本实用新型的一种多维光纤传感融合电力管道监测装置，适用于如隧道施工、地下通信等需要使用光缆的应用场景，以下结合具体实施例进行具体说明：
48.请参照图1和图2，本实用新型的实施例为：
49.一种多维光纤传感融合电力管道监测装置，如图1和图2所示，电力管道1内铺设有光缆2，包括监测柜3、显示器12、光路发射单元4以及设置在监测柜3内的光路接收单元5、光电转换单元6、托盘11、键盘9、温度采集单元8和信号处理单元7。其中，监测柜3和光路发射单元4分别位于电力管道1的两端，光路发射单元4通过光缆2的一根纤芯连接光路接收单元5。光路接收单元5与光电转换单元6相连，光电转换单元6分别与温度采集模块、键盘9、显示器12以及信号处理单元7相连，信号处理单元7用于对光电转换单元6转换后的电信号进行解析分类。温度采集单元8用于监测光缆2的温度变化。键盘9装设于监测柜3上的抽屉10内。
50.在本实施例中，多维光纤传感融合电力管道监测装置采集和分析光缆2上的振动信号的过程为：
51.首先，光路发射单元4发出光信号，通过电力管道1内光缆2的一根光纤进行传播，
由光路接收单元5接收此信号，形成传感光路。
52.然后，在光路形成的期间，光缆2上发生的扰动会引起线路中的光产生干涉，通过光路接收单元5中的探测器获得干涉信号，并经过调制处理后得出干涉结果，干涉结果形成光信号的输出。
53.最后，光路接收单元5的输出由光电转换单元6接收。光电转换单元6依据光电信号转换机制，将光电信号转换成模拟电信号并发送给信号处理单元7。信号处理单元7对模拟电信号进行解析，从而判断干扰引起的原因等。并且，信号处理单元7还接收温度采集单元8的采集数据，记录光缆2的温度变化。
54.在本实施例中，如图1所示，多个托盘11在监测柜3内由下至上等间距叠层设置，多个托盘11分别用于放置光路接收单元5、光电转换单元6和信号处理单元7。
55.在本实施例中，监测柜3内的顶部还装设有散热风扇13。由于装置全天24小时不间断运行，装设散热风扇13能够快速降低柜体内的温度，避免设备因长期在高温环境运行而损坏。
56.此外，在本实施例中，监测柜3的底部还装设有滚轮14，方便于移动监测柜3。
57.应当知晓的是，本实施例的改进主要在于设计监测柜3以及通过光缆2连接的光路接收单元5的硬件结构，至于如何实现光电信号转换、对电信号进行分类解析等方法，通过现有的计算方法即可实现，在本实施例不进行赘述。
58.综上所述，本实用公开了一种多维光纤传感融合电力管道监测装置，将监测柜和光路发射单元设置在电力管道的两端位置，并通过电力管道内光缆冗余的一根光纤连接光路发射单元和光路接收单元，形成光路，通过光路接收单元接收光缆上的光信号并由光电转换单元进行光电转换，加上温度采集单元采集的数据，并通过信号处理单元进行解析分类，从而无需额外铺设特种光缆，还配设有抽屉式键盘、散热风扇以及滚轮等结构，使用起来智能方便。
59.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围。