海底电缆在线监测系统（BOTDA）

海底电缆在线监测系统,海底健康监测系统,BOTDA

海缆在海洋能源开发、海岛经济发展和国家领土安全等方面都占据着重要的地位，对其温度、应变、扰动等状态实时监测，定期检查是保障海缆系统安全可靠运行的必要手段。由于潮汐、洋流及船舶抛锚的作用，常年累月使用在环境复杂海域中的海缆会时常受到外部牵引或扰动而受损。由于电流引起异常发热，会导致海缆接头处以及上岸段海缆击穿损坏。由于海底地理结构复杂，如遇海底岩石突起等特殊地形地貌常造成海缆局部受力异常、悬挂冲刷而导致海缆故障。开发和建设综合监测系统的平台是解决当前海缆监测难题、保障海洋输电安全的需要，是实现信息化、自动化、智能化的监控目标以及多功能集成、全天候监控的必由之路。

BOTDA原理是从光纤的两端分别注入脉冲光信号(probe光)和连续光信号(pump光)，当脉冲光与连续光的频率差与光纤中某个区间的布里渊频移相等时，该区域就会发生受激布里渊放大效应(Brillouin scattering),两束光之间发生能量转移。根据光纤布里渊频移与光纤应变、温度之间的关系，对两激光的频率进行连续的调节，监测从光纤一端耦合出来的连续光功率可以确定光纤各小段区域上能量转移达到Z大时所对应的频率差，从而得到温度、应变信息，实现分布式测量。

海底电缆在线监测系统基于 BOTDA原理，当有扰动发生时，扰动处强度变化明显，且根据不同扰动信号变化可以建立扰动模型，判定不同扰动事件，降低误报率，提高准确度，（提供定值、变化速率、区域尖峰等多种灵活的报警方式，报警参数可以分级、分区域设置。当测量数值超过阀值时，系统会自动发出声音、 LED指示灯、文字、图像等报警信号。可设定分级预警和报警机制，并且可根据环境不同进行自适应修正。

海缆登陆后经光电分离，利用其中的2芯单模通信光纤作为传感器（另一端利用光纤熔接/跳线构成测量环路），获得整条海缆沿线任意一点的温度、应变的实时分布信息，实现海缆运行温度、张力以及海床异常在线监测。

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