海底電纜在線監測系統,海底健康監測系統,BOTDA

海纜在海洋能源開發、海島經濟發展和國家領土安全等方面都占據著重要的地位，對其溫度、應變、擾動等狀態實時監測，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，常年累月使用在環境復雜海域中的海纜會時常受到外部牽引或擾動而受損。由于電流引起異常發熱，會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。開發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，是實現信息化、自動化、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區間的布里淵頻移相等時，該區域就會發生受激布里淵放大效應(Brillouin scattering),兩束光之間發生能量轉移。根據光纖布里淵頻移與光纖應變、溫度之間的關系，對兩激光的頻率進行連續的調節，監測從光纖一端耦合出來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大時所對應的頻率差，從而得到溫度、應變信息，實現分布式測量。

海底電纜在線監測系統基于 BOTDA原理，當有擾動發生時，擾動處強度變化明顯，且根據不同擾動信號變化可以建立擾動模型，判定不同擾動事件，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。當測量數值超過閥值時，系統會自動發出聲音、 LED指示燈、文字、圖像等報警信號。可設定分級預警和報警機制，并且可根據環境不同進行自適應修正。

海纜登陸后經光電分離，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/跳線構成測量環路），獲得整條海纜沿線任意一點的溫度、應變的實時分布信息，實現海纜運行溫度、張力以及海床異常在線監測。

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