[發明專利]基于雙馬赫-澤德干涉儀的光纖振動傳感系統及使用方法

有效

• 申請號: 200910114509.8
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN101701844A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發明（設計）人: 李焰;胡挺;張旭煒;王剛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十四研究所
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

1.基于雙馬赫-澤德干涉儀的光纖振動傳感系統，包括含傳感光纖和光耦合器的馬赫-澤德干涉儀，其特征在于：

本系統包括A端機(1)和B端機(2)，分別安裝在干涉儀的兩端，每臺端機(1、2)均包括光源模塊、探測采集模塊、控制模塊和通信模塊，控制模塊連接光源模塊、探測采集模塊和通信模塊，A端機(1)為主控機，還有時間同步模塊接入控制模塊；A端機(1)和B端機(2)的通信模塊由一根通信光纖(5)相互連接；A端機(1)的光源模塊經在傳感光纖前端的第一個光耦合器(3)、兩根傳感光纖(4)和在傳感光纖末端的第二個光耦合器(3-1)連接B端機(2)的探測采集模塊，構成第一個馬赫-澤德干涉儀；同樣B端機(2)的光源模塊經上述的第二個光耦合器(3-1)、兩根傳感光纖(4)和第一個光耦合器(3)連接A端機(1)的探測采集模塊構成第二個馬赫-澤德干涉儀；

所述A端機(1)和B端機(2)的控制模塊為微處理器模塊，對光源模塊和探測采集模塊發送控制指令，讀取采集的數據；所述光源模塊為窄線寬激光器；所述探測采集模塊包括有光電轉換電路、信號調理電路、模擬/數字信號轉換電路，數據緩存電路；所述時間同步模塊含時鐘電路。

2.根據權利要求1所述的基于雙馬赫-澤德干涉儀的光纖振動傳感系統，其特征在于：

所述光源模塊為輸出光具有的相干長度大于兩根傳感光纖(4)的長度差的窄線寬激光器。

3.根據權利要求1所述的基于雙馬赫-澤德干涉儀的光纖振動傳感系統，其特征在于：

所述光耦合器(3、3-1)為3dB光耦合器。

4.根據權利要求1所述的基于雙馬赫-澤德干涉儀的光纖振動傳感系統，其特征在于：

所述探測采集模塊的數據緩存電路具有環形存儲單元。

5.根據權利要求1所述的基于雙馬赫-澤德干涉儀的光纖振動傳感系統，其特征在于：

所述時間同步模塊的時鐘電路包含晶振元件。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的基于雙馬赫-澤德干涉儀的光纖振動傳感系統，其特征在于：

所述A端機(1)的控制模塊接有報警裝置。

7.根據權利要求1至5中任一項所述的基于雙馬赫-澤德干涉儀的光纖振動傳感系統，其特征在于：

所述A端機(1)的控制模塊接有顯示裝置。

8.根據權利要求1至5中任一項所述的基于雙馬赫-澤德干涉儀的光纖振動傳感系統，其特征在于：

所述A端機(1)的控制模塊通過無線和/或網絡與遠程計算機連接。

9.根據權利要求1至5中任一項所述的基于雙馬赫-澤德干涉儀的光纖振動傳感系統的使用方法，其特征在于使用步驟如下：

Ⅰ、A端機(1)的控制模塊設定閾值，A端機(1)的光源模塊發出的穩定光信號在第一個光耦合器(3)分成兩路輸入到傳感光纖(4)中，在傳感光纖(4)末端的第二個光耦合器(3-1)發生干涉，干涉信息輸出到B端機(2)的探測采集模塊；與之類似，B端機(2)的光源模塊發出的穩定光信號在第二個光耦合器(3-1)分成兩路輸入到傳感光纖(4)中，在傳感光纖(4)前端的第一個光耦合器(3)發生干涉，干涉信息輸出到A端機(1)的探測采集模塊；

Ⅱ、當傳感光纖(4)受外界振動影響時，A、B端機(1、2)輸出光的干涉信息呈現強弱起伏變化并被輸出到對端機進行信號處理；當干涉光變化強度達到A端機(1)設定的閾值時，A端機(1)的控制模塊發出采集觸發信號，該信號分成三路，一路觸發A端機(1)上的探測采集模塊開始采集數據，另一路通過A端機(1)的通信模塊傳遞給B端機(2)，還有一路送入時間同步模塊使之開始計時；

Ⅲ、B端機(2)的通信模塊接收到觸發信號送入其控制模塊，B端機(2)的控制模塊觸發其探測采集模塊開始采集數據；同時經通信模塊返回A端機(1)一個回應信號；

Ⅳ、A端機(1)收到回應信號之后，控制模塊發出指令給時間同步模塊，使之停止計時，時間同步模塊計時時長等于A、B端機(1、2)觸發信號時間差的2倍；

Ⅴ、B端機(2)在完成數據采集之后，將數據打包經通信模塊發送給A端機(1)；

Ⅵ、A端機(1)的控制模塊根據時間同步模塊給出的觸發時間差調節A、B端機(1、2)得到的兩路采集數據在時間上的一致性；然后進行兩路數據的相關運算和定位運算；

Ⅶ、A端機(1)的控制模塊根據兩路采集數據和時間同步信息，確定擾動在傳感光纖(4)上的位置，并將結果發送到A端機(1)的控制模塊所接的顯示裝置顯示擾動的發生位置和強度，和/或啟動A端機(1)的控制模塊所接的報警裝置發出報警，和/或經A端機(1)的控制模塊連接遠程計算機的無線/網絡將結果輸送到遠程計算機。