[發(fā)明專利]Sagnac/Mach-Zehnder干涉儀分布光纖傳感系統(tǒng)及其時域定位方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010152403.X
• 申請日: 2010-04-20
• 公開（公告）號: CN101813238A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方捻;李杰;王陸唐;黃肇明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

1.一種Sagnac/Mach-Zehnder干涉儀分布光纖傳感系統(tǒng)，包括一個光源(1)、一個信號處理 系統(tǒng)(12)、一個Sagnac干涉儀和一個Mach-Zehnder干涉儀，其特征在于所述Sagnac干 涉儀和Mach-Zehnder干涉儀通過一個第二耦合器(3)形成嵌套結(jié)構(gòu)；所述嵌套結(jié)構(gòu)是： 由一個第一耦合器(2)的p2端口通過一根傳感光纖(5)與所述第二耦合器(3)的p2 端口相連，所述第二耦合器(3)的p1端口通過一根非傳感光纖(6)與所述第一耦合器 (2)的p3端口相連，構(gòu)成所述Sagnac干涉儀；所述第一耦合器(2)的p2端口通過所 述傳感光纖(5)、所述第二耦合器(3)的p2端口、所述第二耦合器(3)的P4端口、第 一連接光纖(7)與第三耦合器(4)的p2端口相連，構(gòu)成所述Mach-Zehnder干涉儀的干 涉臂，所述第一耦合器(2)的p3端口通過所述非傳感光纖(6)、所述第二耦合器(3) 的p1端口、所述第二耦合器(3)的P3端口、第二連接光纖(8)與第三耦合器(4)的 p3端口相連，構(gòu)成所述Mach-Zehnder干涉儀的參考臂；所述光源(1)經(jīng)由所述第一耦 合器(2)的p1端口輸入所述Sagnac干涉儀；所述Sagnac干涉儀的輸出經(jīng)由所述第一耦 合器(2)的p4端口先進入一個第一光電探測器(9)，經(jīng)一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(11)，最后 進入所述信號處理系統(tǒng)(12)；所述Mach-Zehnder干涉儀的輸出經(jīng)由所述第三耦合器(4) 的p1端口先進入一個第二光電探測器(10)，也經(jīng)所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(11)，最后進入信 號處理系統(tǒng)(12)；所述第一耦合器(2)、第二耦合器(3)和第三耦合器(4)都是3dB 耦合器，且它們的p1端口與p2端口及p3端口與p4端口是直通的，p1端口與p3端口及 p2端口與p4端口是交叉耦合的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Sagnac/Mach-Zehnder干涉儀分布光纖傳感系統(tǒng)，其特征在于只有 Sagnac干涉光纖環(huán)的一半作為傳感光纖(5)，其長度遠遠大于第一連接光纖(7)和第二 連接光纖(8)的長度，且第一連接光纖(7)和第二連接光纖(8)的長度相等。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Sagnac/Mach-Zehnder干涉儀分布光纖傳感系統(tǒng)，其特征在于所述 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(11)對第一光電探測器(9)和第二光電探測器(10)的數(shù)據(jù)是實時、同 步采集的。

4.一種Sagnac/Mach-Zehnder干涉儀分布光纖傳感系統(tǒng)時域定位方法，用于對權(quán)利要求1所 述Sagnac/Mach-Zehnder干涉儀分布光纖傳感系統(tǒng)時域相關(guān)定位，其特征在于首先由數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)(11)同步采集Sagnac干涉儀和Mach-Zehnder干涉儀的輸出信號；然后信號處 理系統(tǒng)(12)計算兩路干涉信號的互相關(guān)函數(shù)；由互相關(guān)曲線的最大值點的延遲時間確定 擾動傳播到第一耦合器(2)所用的時間τ_l；最后算得擾動距離第一耦合器(2)的距離l＝cτ_l/n， 其中c為光在真空中的傳播速度，n為光纖纖芯的折射率。