[發明專利]一種新型分布式光纖振動傳感系統

無效

• 申請號: 201010619115.0
• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102175302A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 郭兆坤;皋魏;席剛;仝芳軒;周正仙
• 申請（專利權）人: 上海華魏光纖傳感技術有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及分布式光纖振動傳感技術領域，尤其設計分布式光纖振動傳感系統的白光干涉技術。

背景技術

分布式光纖振動傳感系統(RDVS)是一種基于瑞利散射的分布式光纖振動系統。一方面，當窄線寬脈沖光在傳感光纖中進行傳輸時，會產生瑞利散射信號，其中背向傳輸的即為背向散射信號，并且同步傳輸的背向散射信號之間會發生干涉；另一方面，散射位置處的振動基于彈光效應會直接或者間接地改變散射光的相位，導致干涉信號發生改變。通過對干涉光信號的接收和處理就可以實現對振動信號的分布式測量。

傳統RDVS技術是一種基于光干涉的光纖傳感技術，對系統光源有著非常高的要求，特別是光譜寬度(kHz～MHz)、光譜穩定性、大功率、窄脈沖等。光譜寬度直接關系到系統是否可以檢測到振動信號，而光譜穩定性則直接關系到系統信噪比，大功率窄脈沖是實現OTDR技術不可缺少的。為此，光源成了傳統RDVS技術的一項瓶頸技術，主要體現在兩個方面，一是技術上的，一是成本上的。目前，通常采用窄線寬連續光纖激光器、聲光調制器及光纖放大器組合的方式，以實現RDVS光源窄線寬、大功率、窄脈沖的要求。這大大增加了系統復雜程度和成本。

發明內容

為了解決上述技術中存在的問題，本發明涉及一種新型分布式光纖振動傳感系統。

本發明采用的技術方案為：一種新型分布式光纖振動傳感系統，包括分布式光纖振動傳感主機和傳感光纖，其特征在于：所述的光纖振動傳感主機內設有光纖耦合器和延遲光纖搭建的白光干涉儀。

所述的分布式光纖振動傳感主機包括：脈沖光源，接收模塊，采集模塊，處理及控制模塊及白光干涉儀。

所述的光纖耦合器可以為兩個2×2光纖耦合器，也可以為一個3×3光纖耦合器。

所述的脈沖光源是一種普通的窄脈沖大功率光源，其光譜通常在nm級，光譜穩定性要求一般。所述的脈沖光源發出的脈沖光經過由光纖耦合器及延遲光纖組成的白光微分干涉儀后，會形成兩個延遲脈沖分別進入傳感光纖，產生相應的背向瑞利散射光，背向瑞利散射光信號經過白光微分干涉儀后會有一部分會形成干涉，通過接收模塊和采集模塊接收干涉信號，并通過信號處理及控制模塊對接收到的干涉信號進行處理和分析，從而獲得傳感光纖

本發明由于采用了上述的技術方案，使之與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本發明的關鍵是在傳統RDVS基礎上引入白光微分干涉儀，從而大大降低了系統對光源部分的要求，提高了測量精度，降低了生產成本。

附圖說明

圖1為實施例1的結構示意圖；

圖2為實施例2的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本發明的具體實施步驟。

實施例1：一種新型分布式光纖振動傳感系統，如圖1所示，包括分布式光纖振動傳感主機和傳感光纖5。分布式光纖振動傳感主機的內部結構為：脈沖光源1和2×2光纖耦合器2相連，2×2光纖耦合器2和2×2光纖耦合器3的兩個端口分別通過普通光纖和延遲光纖4相連，2×2光纖耦合器3的輸出端和傳感光纖5相連，2×2光纖耦合器2的另一端口連接接收模塊6，接收模塊6和采集模塊7相連，采集模塊7和處理及控制模塊8相連，脈沖光源1發出的同步脈沖信號連接到采集模塊7。

脈沖光源1發出的光脈沖分別依據路線a-b-c-d和a-f-c-d，經過2×2光纖耦合器2、2×2光纖耦合器3及延遲光纖4，分別形成兩個延遲光脈沖①和②，先后進入傳感光纖5，并分別產生各自后向瑞利散射光。其中，依據路線d-e-f-g傳輸的由光脈沖①產生的后向瑞利散射光和依據路線d-c-b-g傳輸的由光脈沖②產生的背向瑞利散射光在接收模塊6處會發生干涉，接收模塊6不斷接收放大該干涉信號。另外，脈沖光源1在與發出光脈沖時刻相差固定間隔的某個時刻發出一個同步信號，該同步信號啟動采集模塊7，采集模塊7以此同步信號作為時間原點，將接收模塊6接收放大的干涉信號轉化為數字化序列，再經過信號處理及控制模塊8的處理，我們就可以獲得傳感光纖5所處環境的振動分布信號。

實施例2：一種新型分布式光纖振動傳系統，入圖2所示：包括分布式光纖振動傳感主機和傳感光纖5。分布式光纖振動傳感主機的內部結構為：脈沖光源1和3×3光纖耦合器9相連，3×3光纖耦合器9兩側的一個端口通過延遲光纖4相連，3×3光纖耦合器9的輸出端和傳感光纖5相連，3×3光纖耦合器9的第三輸入端口連接接收模塊6，接收模塊6和采集模塊7相連，采集模塊7和處理及控制模塊8相連，脈沖光源1發出的同步脈沖信號連接到采集模塊7。