基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法、装置、设备及介质与流程
本发明涉及光纤传感技术，尤其涉及一种基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法、装置、设备及介质。
背景技术：
1、光纤传感技术由于其分布式、非接触、抗电磁干扰、长距离传输等优点，被广泛应用于电力领域中电缆的温度、震动检测。
2、但是分布光纤传感监测设备的监测线路沿线会存在大量不同的噪声，从而会影响监测设备的预警能力和精度。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法、装置、设备及介质，以抑制环境噪声对震动检测干扰，提高震动检测精度和预警准确性。
2、第一方面，本发明提供了一种基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法，包括：
3、预先在多个频率的噪声干扰下，测试光信号在光纤中传播的相对速度，得到噪声频率与相对速度的映射关系；
4、获取电缆所处的环境的目标噪声频率；
5、从所述映射关系查找所述目标噪声频率对应的目标相对速度；
6、基于所述目标相对速度，采用定位型光纤传感技术计算所述电缆上震动源到所述光源的距离以及所述震动源的震幅；
7、在所述震幅大于预设的震幅阈值时，向用户发送包括预警信息，所述预警信息包括所述震动源到所述光源的距离以及所述震动源的震幅。
8、可选的，预先在多个频率的噪声干扰下，测试光信号在光纤中传播的相对速度，得到噪声频率与相对速度的映射关系，包括：
9、控制震动发生装置在电缆上距光源预设距离的预设位置处产生震动；
10、控制噪声发生装置在所述电缆上的预设位置处产生多种不同频率的噪声干扰；
11、在每一频率的所述噪声干扰下，计算所述光源从发出测试发射光到接收到测试散射光的第一总时长；
12、基于所述预设距离和所述第一总时长，计算在每一频率的所述噪声干扰下光信号在光纤中传播的相对速度；
13、基于每一频率的所述噪声干扰下光信号在光纤中传播的相对速度，确定噪声频率与相对速度的映射关系。
14、可选的，在每一频率的所述噪声干扰下光信号在光纤中传播的相对速度的计算公式如下：
15、
16、其中，vm为在频率为fm的噪声干扰下所述光信号在光纤中传播的相对速度，l为震动发生装置与光源之间的预设距离，tfm在频率为fm的噪声干扰下光源从发出光信号到接收到散射光信号的第一总时长。
17、可选的，基于每一频率的所述噪声干扰下光信号在光纤中传播的相对速度，确定噪声频率与相对速度的映射关系，包括：
18、对各频率的所述噪声干扰下光信号在光纤中传播的相对速度进行拟合，得到相对速度关于噪声频率的关系曲线作为噪声频率与相对速度的映射关系。
19、可选的，基于所述目标相对速度，采用定位型光纤传感技术计算所述电缆上震动源到所述光源的距离以及所述震动源的震幅，包括：
20、计算所述光源从发出探测发射光到接收到探测散射光的第二总时长、探测发射光和探测散射光的相位差，以及所述震动源的震动频率；
21、基于所述目标相对速度和所述第二总时长计算所述电缆上震动源到所述光源的距离；
22、基于探测发射光和探测散射光的相位差和所述震动源的震动频率计算所述震动源的震幅。
23、可选的，所述电缆上震动源到所述光源的距离的计算公式为：
24、
25、其中，ltg为所述电缆上震动源到所述光源的距离，vtg为目标相对速度，ttg为第二总时长。
26、可选的，所述震动源的震幅的计算公式为：
27、
28、其中，a为震动源的震幅，为探测发射光和探测散射光的相位差，λ为探测发射光的波长，n为光纤的折射率，ltg为所述电缆上震动源到所述光源的距离，f为震动源的震动频率。
29、第二方面，本发明还提供了一种基于光纤传感技术的电缆测震动预警装置，包括：
30、映射关系确定模块，用于预先在多个频率的噪声干扰下，测试光信号在光纤中传播的相对速度，得到噪声频率与相对速度的映射关系；
31、目标噪声频率获取模块，用于获取电缆所处的环境的目标噪声频率；
32、目标相对速度确定模块，用于从所述映射关系查找所述目标噪声频率对应的目标相对速度；
33、震源信息确定模块，用于基于所述目标相对速度，采用定位型光纤传感技术计算所述电缆上震动源到所述光源的距离以及所述震动源的震幅；
34、预警模块，用于在所述震幅大于预设的震幅阈值时，向用户发送包括预警信息，所述预警信息包括所述震动源到所述光源的距离以及所述震动源的震幅。
35、第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括：
36、一个或多个处理器；
37、存储装置，用于存储一个或多个程序；
38、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明第一方面提供的基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法。
39、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第一方面提供的基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法。
40、本发明提供的基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法，预先在多个频率的噪声干扰下，测试光信号在光纤中传播的相对速度，得到噪声频率与相对速度的映射关系，求出外界环境的噪声频率对光信号在光纤中传播的相对速度的影响，在实际震动检测中，通过环境噪声频率确定光信号在该环境噪声频率下在光纤中的目标相对速度，进而基于该目标相对速度，采用定位型光纤传感技术计算电缆上震动源到光源的距离以及震动源的震幅，可以抑制环境噪声对震动检测干扰，提高了震动检测精度和预警准确性。
41、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
技术特征：
1.一种基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法，其特征在于，预先在多个频率的噪声干扰下，测试光信号在光纤中传播的相对速度，得到噪声频率与相对速度的映射关系，包括：
3.根据权利要求2所述的基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法，其特征在于，在每一频率的所述噪声干扰下光信号在光纤中传播的相对速度的计算公式如下：
4.根据权利要求2所述的基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法，其特征在于，基于每一频率的所述噪声干扰下光信号在光纤中传播的相对速度，确定噪声频率与相对速度的映射关系，包括：
5.根据权利要求1-4任一所述的基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法，其特征在于，基于所述目标相对速度，采用定位型光纤传感技术计算所述电缆上震动源到所述光源的距离以及所述震动源的震幅，包括：
6.根据权利要求5所述的基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法，其特征在于，所述电缆上震动源到所述光源的距离的计算公式为：
7.根据权利要求5所述的基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法，其特征在于，所述震动源的震幅的计算公式为：
8.一种基于光纤传感技术的电缆测震动预警装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法。
技术总结
本发明公开了一种基于光纤传感技术的电缆测震动预警方法、装置、设备及介质，预先在多个频率的噪声干扰下，测试光信号在光纤中传播的相对速度，得到噪声频率与相对速度的映射关系，求出外界环境的噪声频率对光信号在光纤中传播的相对速度的影响，在实际震动检测中，通过环境噪声频率确定光信号在该环境噪声频率下在光纤中的目标相对速度，进而基于该目标相对速度，采用定位型光纤传感技术计算电缆上震动源到光源的距离以及震动源的震幅，可以抑制环境噪声对震动检测干扰，提高了震动检测精度和预警准确性。
技术研发人员：熊斌,梁梓健,陈广斌,陈景峰
受保护的技术使用者：南方电网数字电网集团信息通信科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5