[發明專利]時分復用的分布式光纖振動傳感器

有效

• 申請號: 201210537972.5
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN102967358A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 朱濤;何茜
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 侯懋琪;侯春樂

1.一種時分復用的分布式光纖振動傳感器，包括：基于后向瑞利散射原理的第一分布式光纖傳感裝置和基于Mach-Zehnder干涉原理的第二分布式光纖傳感裝置，其中，第一分布式光纖傳感裝置通過對應的傳感光纖獲取被測空間內的振動位置信息，第二分布式光纖傳感裝置通過對應的傳感光纖獲取被測空間內的振動頻率信息，其特征在于：所述第一分布式光纖傳感裝置和第二分布式光纖傳感裝置共用同一條傳感光纖，第一分布式光纖傳感裝置和第二分布式光纖傳感裝置通過時分復用機制錯時工作。

2.根據權利要求1所述的時分復用的分布式光纖振動傳感器，其特征在于：分布式光纖振動傳感器由光源（1）、第一耦合器（2）、第一聲光調制器（3）、摻鉺光纖放大器（4）、光濾波器（5）、三端口環形器（6）、長距離傳感光纖（7）、第二耦合器（8）、平衡光電探測器（9）、第二聲光調制器（10）、隔離器（11）、高通濾波器（12）、混頻器（13）、函數發生器（14）、低通濾波器（15）和數據采集卡（16）組成；其中，第一耦合器（2）為1×3耦合器，第二耦合器（8）為2×2耦合器；

光源（1）與第一耦合器（2）的輸入端光路連接，第一耦合器（2）將輸入光分為三路，第一路光作為振動頻率檢測信號輸入第二聲光調制器（10），第二路光作為振動位置檢測信號輸入第一聲光調制器（3），第三路光作為參考信號輸入第二耦合器（8）的第一輸入端；

第二聲光調制器（10）的輸出端與隔離器（11）的輸入端光路連接，隔離器（11）的輸出端與長距離傳感光纖（7）的首端光路連接，長距離傳感光纖（7）的末端與三端口環形器（6）的收發復用端光路連接，三端口環形器（6）的輸出端與第二耦合器（8）的第二輸入端光路連接；

第一聲光調制器（3）的輸出端與摻鉺光纖放大器（4）的輸入端光路連接，摻鉺光纖放大器（4）的輸出端與光濾波器（5）的輸入端光路連接，光濾波器（5）的輸出端與三端口環形器（6）的輸入端光路連接；

第二耦合器（8）的兩個輸出端與平衡光電探測器（9）的兩個輸入端一一對應地光路連接，平衡光電探測器（9）的輸出端與高通濾波器（12）的輸入端連接，高通濾波器（12）的輸出端與混頻器（13）的第一輸入端連接，混頻器（13）的第二輸入端與函數發生器（14）連接，混頻器（13）的輸出端與低通濾波器（15）的輸入端連接，低通濾波器（15）的輸出端與數據采集卡（16）連接；

函數發生器（14）還分別與第一聲光調制器（3）和第二聲光調制器（10）連接；

函數發生器（14）向第一聲光調制器（3）輸出第一電脈沖信號，函數發生器（14）向第二聲光調制器（10）輸出第二電脈沖信號，通過調整第一電脈沖信號和第二電脈沖信號之間的輸出時延形成時分復用機制，使用于獲取振動位置信息的相關裝置和用于獲取振動頻率信息的相關裝置錯時工作；

當分布式光纖振動傳感器對振動位置信息進行測量時，函數發生器（14）向混頻器（13）輸出與第一電脈沖信號對應的余弦信號，當分布式光纖振動傳感器對振動頻率信息進行測量時，函數發生器（14）向混頻器（13）輸出與第二電脈沖信號對應的余弦信號。

3.根據權利要求2所述的時分復用的分布式光纖振動傳感器，其特征在于：摻鉺光纖放大器（4）的工作方式采用前向兩級泵浦方式，采用980nm泵浦光在4m或6m摻鉺光纖下實現光放大。