本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

光纖通信光纜是通訊領(lǐng)域非常重要的器件，尤其是在鐵路通信網(wǎng)領(lǐng)域，其承載著各種語音、數(shù)據(jù)和圖像等信息的傳輸。由于我國(guó)目前的光纜線路資源量較為龐大，因而使得對(duì)光纜的維護(hù)和管理成為一件復(fù)雜而艱巨的工作。

現(xiàn)有的用于鐵路通信的光纜大多采用直埋方式進(jìn)行敷設(shè)，但由于其使用時(shí)間長(zhǎng)、竣工資料不全等原因，因此存在部分光纜區(qū)段徑路信息不全或不準(zhǔn)的問題，由此導(dǎo)致施工中挖斷光纜，此起通信中斷的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。因此，在施工前檢測(cè)光纜擾動(dòng)尤為重要。

當(dāng)前，光纜擾動(dòng)檢測(cè)主要依靠光纜中加強(qiáng)芯線的電學(xué)特性實(shí)現(xiàn)，其基本原理是將信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)加載在光纜的加強(qiáng)芯線上，然后在地面上探測(cè)芯線所發(fā)出的電磁波。然而，這種光纜擾動(dòng)檢測(cè)方式往往存在響應(yīng)速度慢、定位精度低、易受電磁干擾、儀器笨重、操作復(fù)雜等諸多問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，以解決現(xiàn)有的光纜擾動(dòng)檢測(cè)方式存在響應(yīng)速度慢、定位精度低、易受電磁干擾和操作復(fù)雜的問題。

本發(fā)明提供一種基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括激光器、隔離器、2×2星形耦合器、光纖回路、光電轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)解調(diào)模塊；其中，激光器與隔離器相連，用于穩(wěn)定激光器發(fā)出的光信號(hào)；隔離器與2×2星形耦合器相連，用于對(duì)經(jīng)隔離器穩(wěn)定后的光信號(hào)分為光功率相同的兩束相干光；2×2星形耦合器分別與光纖回路和光電轉(zhuǎn)換模塊相連；其中，2×2星形耦合器分出的兩束相干光所述光纖回路，并在光纖回路中分別各自沿相反的方向傳輸，并通過光電轉(zhuǎn)換模塊接收2×2星形耦合器傳回的光信號(hào)；其中，在光纖回路受到外部信號(hào)干擾時(shí)，光電轉(zhuǎn)換模塊接收包含外部干擾信號(hào)的光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)；數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與光電轉(zhuǎn)換模塊相連，用于將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；信號(hào)解調(diào)模塊用于將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，獲取外部干擾信號(hào)的位置，根據(jù)獲取的外部干擾信號(hào)的位置探明光纜徑路。

此外，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)為：數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊包括依次相連的前置放大器、放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；其中，前置放大器與光電轉(zhuǎn)換模塊相連，用于對(duì)光電轉(zhuǎn)換模塊所輸出的模擬電信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大，經(jīng)預(yù)放大的模擬電信號(hào)再經(jīng)放大器進(jìn)行放大；模/數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將放大后的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

另一方面，本發(fā)明提供一種基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)方法，利用上述的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行光纜擾動(dòng)檢測(cè)，該方法包括：將激光器、隔離器、2×2星形耦合器、光纖回路、光電轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)解調(diào)模塊分別進(jìn)行連接；2×2星形耦合器將激光器發(fā)出的經(jīng)隔離器穩(wěn)定后的一束光路分為光功率相同的兩束相干光；兩束相干光進(jìn)入光纖回路，并在光纖回路中分別各自沿相反的方向傳輸，當(dāng)光纖回路受到外部信號(hào)干擾時(shí)，光電轉(zhuǎn)換模塊接收到2×2星形耦合器傳回的光信號(hào)中包含外部干擾信號(hào)，并將包含外部干擾信號(hào)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)；光電轉(zhuǎn)換模塊將所轉(zhuǎn)換的模擬電信號(hào)傳送給數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)傳送給信號(hào)解調(diào)模塊，信號(hào)解調(diào)模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，獲取外部干擾信號(hào)的位置，根據(jù)獲取的外部干擾信號(hào)的位置探明光纜徑路。

通過上述可知，本發(fā)明提供的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法利用光信號(hào)的光學(xué)特性，能夠從根本上杜絕外部電磁干擾的影響，并且響應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單，在進(jìn)行光纜擾動(dòng)檢測(cè)時(shí)，施工人員只需通過敲擊地面即可找到地下光纜的位置，從而探明光纜的路徑。

附圖說明

通過參考以下結(jié)合附圖的說明的內(nèi)容，并且隨著對(duì)本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結(jié)果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的被測(cè)光纜接入光纖環(huán)路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的3×3星形耦合器的解調(diào)流程；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的外部干擾點(diǎn)的矩陣圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的外部干擾點(diǎn)作用下的LED強(qiáng)度顯示數(shù)據(jù)圖；

圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的外部干擾點(diǎn)的作用位置與LED輸出強(qiáng)度的曲線圖；

圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光纜埋設(shè)深度與LED輸出強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

針對(duì)前述現(xiàn)有的光纜擾動(dòng)檢測(cè)方式存在響應(yīng)速度慢、定位精度低、易受電磁干擾和操作復(fù)雜的問題，本發(fā)明基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法通過激光器、隔離器、星形耦合器、光纖回路、光電轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)解調(diào)模塊組成一個(gè)集傳輸和信號(hào)解調(diào)于一體的檢測(cè)系統(tǒng)，從而可對(duì)光纜擾動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，且響應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)備、操作簡(jiǎn)單，在進(jìn)行光纜擾動(dòng)檢測(cè)時(shí)，使用人員只需通過敲擊地面即可找到地下光纜的位置，從而探明光纜的路徑。

為了說明本發(fā)明提供的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，本發(fā)明提供的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)包括激光器1、隔離器2、2×2星形耦合器3、光纖回路4、光電轉(zhuǎn)換模塊5、數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊6和信號(hào)解調(diào)模塊7。其中，激光器1與隔離器2相連，用于穩(wěn)定激光器1發(fā)出的光信號(hào)；隔離器2與2×2星形耦合器3相連，用于對(duì)經(jīng)隔離器2穩(wěn)定后的光信號(hào)分為光功率相同的兩束相干光。需要說明的是，將隔離器2設(shè)置在激光器1與2×2星形耦合器3之間，其目的是為了防止從2×2星形耦合器反射的光對(duì)激光器1產(chǎn)生影響，以保證激光器1的穩(wěn)定。

2×2星形耦合器3分別與光纖回路4和光電轉(zhuǎn)換模塊5相連；其中，2×2星形耦合器3分出的兩束相干光進(jìn)入光纖回路4，并在光纖回路4中分別各自沿相反的方向傳輸，并通過光電轉(zhuǎn)換模塊5接收2×2星形耦合器3傳回的光信號(hào)；其中，在光纖回路4受到外部信號(hào)干擾時(shí)，光電轉(zhuǎn)換模塊5接收包含外部干擾信號(hào)的光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)；數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊6與光電轉(zhuǎn)換模塊5相連，用于將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；信號(hào)解調(diào)模塊7用于將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，獲取外部干擾信號(hào)的位置，根據(jù)獲取的外部干擾信號(hào)的位置探明光纜徑路。

具體地，數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊包括依次相連的前置放大器、放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(圖中均未示出)；其中，前置放大器與光電轉(zhuǎn)換模塊相連，用于對(duì)光電轉(zhuǎn)換模塊所輸出的模擬電信號(hào)進(jìn)行預(yù)放大，經(jīng)預(yù)放大的模擬電信號(hào)再經(jīng)放大器進(jìn)行放大；模/數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將放大后的模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

結(jié)合圖1，在本發(fā)明的一個(gè)示例中，激光器發(fā)出一束光路，經(jīng)過2×2星形耦合器被分為光功率相同的兩束相干光。如圖1中兩個(gè)相向的箭頭所示，這兩束相干光進(jìn)入光纖回路后，分別沿著相反的方向傳輸，依據(jù)光的干涉理論，這兩束光符合頻率相同、振動(dòng)方向相同、相位差不變的干涉條件，因此，在光纖回路內(nèi)部產(chǎn)生干涉，形成干涉條紋，當(dāng)外界沒有干擾信號(hào)時(shí)，干涉現(xiàn)象穩(wěn)定，當(dāng)光纖回路受到外部信號(hào)干擾(圖1中垂直于光纖回路4的箭頭即為干擾信號(hào))時(shí)，干涉條紋則會(huì)發(fā)變化(即這兩束相干光會(huì)產(chǎn)生相位差)。通過光電轉(zhuǎn)換模塊5接收包含外部干擾信號(hào)的光信號(hào)，并將該光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)，然后再通過數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將該模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，最后通過信號(hào)解調(diào)模塊上述相位差從數(shù)字信號(hào)中解調(diào)出來，從而獲取外部干擾信號(hào)的位置，通過對(duì)所獲取的外部干擾信號(hào)的位置進(jìn)行分析，便可以探明光纜徑路。

為構(gòu)成如圖1所示的光纖回路，可在待測(cè)光纜所在機(jī)房按照纖芯標(biāo)識(shí)找出對(duì)應(yīng)的光纜備纖，使用法蘭盤進(jìn)行環(huán)回，從而形成測(cè)試所需的光纖回路。而為了實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)光纜的光纜擾動(dòng)檢測(cè)，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的被測(cè)光纜接入光纖環(huán)路的結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，以粗實(shí)線表示AB兩地之間某根待測(cè)光纜，在A地機(jī)房選擇該光纜中的兩根備纖a和b，將這兩根光纖通過法蘭盤和跳線接入2×2星形耦合器的兩個(gè)輸出端口，在B地機(jī)房按照纖芯標(biāo)識(shí)找出對(duì)應(yīng)的兩根備纖，通過法蘭盤直接進(jìn)行環(huán)回。如此，利用待測(cè)光纜中的兩根備纖即形成了圖1中所需的光纖回路。

另一方面，本發(fā)明還提供一種基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)方法，其利用上述基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行光纜擾動(dòng)檢測(cè)，該方法具體包括如下步驟：

1、將激光器、隔離器、2×2星形耦合器、光纖回路、光電轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)解調(diào)模塊分別進(jìn)行連接；

2、2×2星形耦合器將激光器發(fā)出的經(jīng)隔離器穩(wěn)定后的一束光路分為光功率相同的兩束相干光；

3、兩束相干光進(jìn)入光纖回路，并在光纖回路中分別各自沿相反的方向傳輸，當(dāng)光纖回路受到外部信號(hào)干擾時(shí)，光電轉(zhuǎn)換模塊接收到2×2星形耦合器傳回的光信號(hào)中包含外部干擾信號(hào)，并將包含外部干擾信號(hào)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)；

4、光電轉(zhuǎn)換模塊將所轉(zhuǎn)換的模擬電信號(hào)傳送給數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；

5、數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將所轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)傳送給信號(hào)解調(diào)模塊，信號(hào)解調(diào)模塊對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，獲取外部干擾信號(hào)的位置，根據(jù)獲取的外部干擾信號(hào)的位置探明光纜徑路。

其中，在光纖回路受到外部信號(hào)干擾時(shí)，兩束相干光在光纖回路中產(chǎn)生相位差，通過建立外部干擾信號(hào)與相位差之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并通過信號(hào)解調(diào)模塊解調(diào)出相位差；根據(jù)所解調(diào)出的相位差，通過計(jì)算或查表方式獲取外部干擾信號(hào)的位置。其中，外部干擾信號(hào)在光纖回路中的傳輸損耗與傳輸路徑成正比，在外部干擾信號(hào)強(qiáng)度恒定時(shí)，相位差值越大，外部干擾信號(hào)的強(qiáng)度越強(qiáng)。

具體地，光波在長(zhǎng)度為l的光纖中傳輸會(huì)產(chǎn)生相位延遲。因此，相位的變化量可用下述公式進(jìn)行表示：

Φ＝β×l(2)

其中，β為光波在光纖中的傳播常數(shù)，l為光纖長(zhǎng)度，Δl為光纖長(zhǎng)度l的變化量；n為纖芯折射率，Δn為纖芯折射率n的變化量；Δα為纖芯半徑α的變化量。在上式中，表示傳感光纖纖長(zhǎng)l微變引起的相位差，稱之為應(yīng)變效應(yīng)；為傳感光纖纖芯折射率微變引起的相位差，稱之為彈光效應(yīng)；為傳感光纖纖芯直徑微變引起的相位差，稱之為泊松效應(yīng)，泊松效應(yīng)對(duì)ΔΦ的影響極小，一般忽略不計(jì)。

假設(shè)傳感光纖均勻受力，根據(jù)應(yīng)變理論得到在應(yīng)變效應(yīng)和彈光效應(yīng)作用下，光纖相位的變化量為：

式中：P為外界作用力；μ為光纖的泊松常數(shù)；p₁₁、p₁₂為彈光張量分量；E為光纖的彈性模量。式(3)證明，在傳感光纖均勻受力的情況下，相位變化量正比于外界信號(hào)，振動(dòng)信號(hào)P可以直接且動(dòng)態(tài)的對(duì)傳感光纖中的光相位ΔΦ進(jìn)行調(diào)制。

然而，在實(shí)際應(yīng)用中，光纖不可能均勻受力，假設(shè)外部干擾信號(hào)作用到的光纖長(zhǎng)度為L(zhǎng)S，傳感光纖總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，Δl表示外部干擾信號(hào)作用引起光纖的微小形變。

以正弦信號(hào)表征被傳感光纖感知到的外部信號(hào)P。設(shè)其中P₀為信號(hào)振幅；ω_a為信號(hào)角頻率。任意時(shí)刻順時(shí)針方向(CW)和逆時(shí)針方向(CCW)的光波相位公式可以表示為：

其中，β為光波在光纖中的傳播常數(shù)，Ls為外部干擾信號(hào)作用到的光纖長(zhǎng)度，ε為正應(yīng)變矢量，P₀為信號(hào)振幅，n為光纖折射率，

其中，μ為光纖的泊松常數(shù)，E為光纖的彈性模量，k為光在真空中的波數(shù)，p₁₁和p₁₂為應(yīng)變光學(xué)常數(shù)。。

由式(4)、式(5)得到兩束相干光在光纖回路中產(chǎn)生的相位差(下述稱雙光速相位差變化)為：

其中，兩束相干光在所述光纖回路中產(chǎn)生的相位差，為順時(shí)針方向的光波相位，為逆時(shí)針方向的光波相位，為兩束相干光在光纖回路中產(chǎn)生的相位差幅值，ω_a為信號(hào)角頻率，L為光纖總長(zhǎng)度，t為時(shí)間變量，c為光波波速。

δβ和分別可展開為

式中：β表示真空中光波導(dǎo)常數(shù)；k₀為光在真空中的波數(shù)；c為光波波速。由式(6)-式(8)，建立起外部干擾信號(hào)P與雙光速相位差變化之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在光檢測(cè)與信號(hào)處理模塊，只需解調(diào)出相位差即可通過計(jì)算與查表等方式還原外部信號(hào)P。在敲擊信號(hào)P強(qiáng)度一定的情況下，值越大，說明傳感光纖感知到的外部信號(hào)P越強(qiáng)，敲擊信號(hào)P在光纜周圍環(huán)境中傳輸時(shí)的損耗越小。在有限的區(qū)域內(nèi)，認(rèn)為敲擊信號(hào)P在環(huán)境中的傳輸損耗值L_oss與傳輸路徑M成正比。

P＝P-L_oss (9)

L_oss∝M (10)

通過上述可知，當(dāng)敲擊點(diǎn)位于光纜埋設(shè)點(diǎn)正上方時(shí)，P值最大。

在實(shí)際應(yīng)用中，有可能還需要連多根備纖來對(duì)光纖擾動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)。本領(lǐng)技術(shù)人員都應(yīng)當(dāng)明白，需要連多少根備纖就需要配多少端口的耦合器，因此，在本發(fā)明的另一個(gè)示例中，可以將上述2×2星形耦合器經(jīng)過光纖回路的輸出端與一個(gè)3×3星形耦合器相連，2×2星形耦合器輸出的帶有外部干擾信號(hào)的光信號(hào)經(jīng)過3×3星形耦合器被一分為三(即分為光功率相同的三束相干光)，3×3星形耦合器的3個(gè)輸出端互成120度，輸出的3路光信號(hào)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換、電路放大、AD采樣，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送入信號(hào)解調(diào)模塊進(jìn)行解調(diào)，即可解調(diào)出相位差。

其中，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的3×3星形耦合器的解調(diào)流程。如圖3所示，將3路光信號(hào)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換、電路放大和AD采樣轉(zhuǎn)換為3路數(shù)字信號(hào)，將3路數(shù)字信號(hào)進(jìn)行差分、減法、乘法、加法、積分和除法等運(yùn)算，即可解調(diào)出相位差。

具體地，設(shè)外部信號(hào)P引起的傳感光纖中雙光束相位差變化為則3路數(shù)字信號(hào)Si可以表示為：

其中，di為直流部分的值，ai為交流部分的振幅。式中：θi為3×3耦合器引入的固定相位變化，且滿足式(12)。

Si經(jīng)過隔直和歸一化過程，得到si：

按照?qǐng)D3所示的流程，依次對(duì)3路數(shù)字信號(hào)(即經(jīng)過隔直和歸一化后的si)進(jìn)行差分、減法、乘法、加法、積分、除法等運(yùn)算，即可得到將S_out通過一個(gè)高通濾波器濾除直流成分，最終得到解調(diào)結(jié)果

從理論上來說，當(dāng)外界作用力過大時(shí)，可能超過2π，此時(shí)會(huì)造成對(duì)傳感信號(hào)的誤判。但在光纜擾動(dòng)檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用中，由于外界作用力經(jīng)過環(huán)境衰耗和光纜保護(hù)層阻隔，直接作用在光纖上的震動(dòng)極微弱，一般排除大于2π的可能性。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，這一推斷得到了驗(yàn)證。

為了驗(yàn)證本發(fā)明提供的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)方法的可行性，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，利用如圖4所示的結(jié)構(gòu)對(duì)光纜擾動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)。

如圖4所示，光纜放置于一塊寬闊的平地之上，兩盤20km裸光纖通過10m跳纖分別與被測(cè)光纜兩頭相連，并通過橡膠墊與地面進(jìn)行隔離。沿著被測(cè)光纜徑路，每隔1m在被測(cè)光纜上確定一點(diǎn)，共10個(gè)點(diǎn)；通過這10個(gè)點(diǎn)，沿著垂直于被測(cè)光纜徑路的方向，分別向兩側(cè)每隔2m確定一個(gè)作用點(diǎn)，一共確定110個(gè)作用點(diǎn)，按照從上到下，從左到右的順序，寫成敲擊矩陣如圖5所示。通過嵌入式處理平臺(tái)，將外部干擾信號(hào)轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)ED強(qiáng)度顯示，LED點(diǎn)亮的最多格數(shù)為40格，40格代表已大于1.6π。為保持外部干擾信號(hào)的恒定性，以質(zhì)量M＝2kg的鉛塊從L＝1m的高度自由落體產(chǎn)生的沖擊力作為表征，力的大小P＝8.85/tN(t為鉛塊從接觸地面到停止的時(shí)間)。實(shí)驗(yàn)中，記錄下以上110個(gè)作用點(diǎn)在該外界作用力作用下的LED強(qiáng)度顯示數(shù)據(jù)如圖6所示。

通過圖6所示的矩陣的第7行數(shù)據(jù)為例，得到作用位置與輸出強(qiáng)度的曲線關(guān)系如圖7所示。從圖7(縱向坐標(biāo)代表LED輸出強(qiáng)度，橫向坐標(biāo)代表外部干擾點(diǎn)的作用位置)可以看出，在距離被測(cè)光纜最近的f6點(diǎn)敲擊時(shí)，LED輸出強(qiáng)度最大，據(jù)此可準(zhǔn)確判斷被測(cè)光纜所在位置。觀察LED強(qiáng)度顯示數(shù)據(jù)矩陣，可以看出，其他9行數(shù)據(jù)也基本符合圖7所示的基本趨勢(shì)。確定了LED輸出強(qiáng)度最大的各點(diǎn)，就能探測(cè)出這一段10m光纜的徑路信息。

需要說明的是，在本發(fā)明中，光電轉(zhuǎn)換模塊的探測(cè)靈敏度為-70dBm，當(dāng)光電轉(zhuǎn)換模塊接收光功率大于-70dBm時(shí)，顯示系統(tǒng)均能進(jìn)行相應(yīng)的響應(yīng)輸出。在實(shí)際環(huán)境中，由于各處光纜埋設(shè)深度可能不同，在同樣作用力作用下，LED輸出最大值會(huì)存在差異，圖8展示了在不同埋設(shè)深度下，作用點(diǎn)位于光纜徑路正上方時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)出的LED輸出響應(yīng)的最大值。其中，橫坐標(biāo)代表光纜埋設(shè)深度，縱坐標(biāo)代表LED輸出強(qiáng)度，由于本方法測(cè)量的是相對(duì)最大值，光纜埋設(shè)深度的不同并不影響對(duì)其徑路的判斷。

通過上述可知，利用本發(fā)明提供的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，通過利用光信號(hào)的光學(xué)特性，能夠從根本上杜絕外部電磁干擾的影響，并且響應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單，在進(jìn)行光纜擾動(dòng)檢測(cè)時(shí)，施工人員只需通過敲擊地面即可找到地下光纜的位置，從而探明光纜的路徑。

如上參照附圖以示例的方式描述了根據(jù)本發(fā)明的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于上述本發(fā)明所提出的基于光纖干涉原理的光纜擾動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，還可以在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的基礎(chǔ)上做出各種改進(jìn)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書的內(nèi)容確定。