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海底電纜在線(xiàn)監測系統,海底健康監測系統, BOTDA
海纜在海洋能源開(kāi)發(fā)、海島經(jīng)濟發(fā)展和國家領(lǐng)土安全等方面都占據著(zhù)重要的地位，對其溫度、應變、擾動(dòng)等狀態(tài)實(shí)時(shí)監測，定期檢查是保障海纜系統安全可靠運行的必要手段。由于潮汐、洋流及船舶拋錨的作用，常年累月使用在環(huán)境復雜海域中的海纜會(huì )時(shí)常受到外部牽引或擾動(dòng)而受損。由于電流引起異常發(fā)熱，會(huì )導致海纜接頭處以及上岸段海纜擊穿損壞。由于海底地理結構復雜，如遇海底巖石突起等特殊地形地貌常造成海纜局部受力異常、懸掛沖刷而導致海纜故障。開(kāi)發(fā)和建設綜合監測系統的平臺是解決當前海纜監測難題、保障海洋輸電安全的需要，是實(shí)現信息化、自動(dòng)化、智能化的監控目標以及多功能集成、全天候監控的必由之路。
BOTDA原理是從光纖的兩端分別注入脈沖光信號(probe光)和連續光信號(pump光)，當脈沖光與連續光的頻率差與光纖中某個(gè)區間的布里淵頻移相等時(shí)，該區域就會(huì )發(fā)生受激布里淵放大效應(Brillouin scattering),兩束光之間發(fā)生能量轉移。根據光纖布里淵頻移與光纖應變、溫度之間的關(guān)系，對兩激光的頻率進(jìn)行連續的調節，監測從光纖一端耦合出來(lái)的連續光功率可以確定光纖各小段區域上能量轉移達到Z大時(shí)所對應的頻率差，從而得到溫度、應變信息，實(shí)現分布式測量。
海底電纜在線(xiàn)監測系統基于 BOTDA原理，當有擾動(dòng)發(fā)生時(shí)，擾動(dòng)處強度變化明顯，且根據不同擾動(dòng)信號變化可以建立擾動(dòng)模型，判定不同擾動(dòng)事件，降低誤報率，提高準確度，（提供定值、變化速率、區域尖峰等多種靈活的報警方式，報警參數可以分級、分區域設置。當測量數值超過(guò)閥值時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)發(fā)出聲音、 LED指示燈、文字、圖像等報警信號?？稍O定分級預警和報警機制，并且可根據環(huán)境不同進(jìn)行自適應修正。
海纜登陸后經(jīng)光電分離，利用其中的2芯單模通信光纖作為傳感器（另一端利用光纖熔接/跳線(xiàn)構成測量環(huán)路），獲得整條海纜沿線(xiàn)任意一點(diǎn)的溫度、應變的實(shí)時(shí)分布信息，實(shí)現海纜運行溫度、張力以及海床異常在線(xiàn)監測。