[發明專利]光纖中分布式動態布里淵傳感

在審

• 申請號: 201280015150.9
• 申請日: 2012-01-26
• 公開（公告）號: CN103443604A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 摩舍·圖爾;亞伊爾·佩勒德
• 申請（專利權）人: 雷蒙特亞特特拉維夫大學有限公司
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01M11/00;G01D5/353;G01K11/32
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

1.一種方法，包括：

推導受測光纖沿其長度的平均特性；

生成可變頻率探測信號，使得所述可變頻率被定制為在沿著所述光纖的指定點處與相應的所述平均特性匹配；

將所述可變頻率探測信號注入所述光纖的第一端并且將周期性脈沖信號注入所述光纖的第二端，其中，同步進行所述注入，從而在沿著所述光纖的每一個所述指定點處進行受激布里淵散射，使得所述探測信號與所述泵浦信號之間的頻率差匹配所述光纖的所述平均特性；以及

測量所述受激布里淵散射的出現，以產生表示沿著整個所述光纖的所有點處的應變和溫度的數據。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述光纖的所述平均特性與沿著整個布里淵不均勻光纖的非均勻應變相關。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，針對每個光纖部分，具有以第一頻率和第一段長度表征的平均布里淵頻移，所述探測信號具有相應特性第二頻率和第二段長度。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述探測波的每個頻段被選擇為與沿著相應的所述段的洛倫茲布里淵增益譜的斜面的預定點重合。

5.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：在所述光纖的平均特性緩慢改變的情況下，跟蹤所述光纖隨時間的所述平均特性并且重新調節所述可變頻率探測信號的頻率成分，以在所述注入時產生更好的同步。

6.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：在所述光纖的平均特性緩慢改變的情況下，評估來自距離z的強度波動的平均值，并且將所述平均值用作反饋信號，從而適當地重新調節所述可變頻率探測信號的頻率成分，以在所述注入時產生更好的同步。

7.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：在所述光纖的平均特性緩慢改變的情況下，通過生成并感測抖動探測信號來跟蹤所述布里淵增益譜的峰值，以在所述注入時產生更好的同步。

8.根據權利要求1所述的方法，進一步包括：在所述光纖的平均特性緩慢改變的情況下，以指定時間點重復執行常規的BOTODA測量，以在所述注入時產生更好的同步。

9.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述生成中，產生多個不同的經定制的探測信號，從而每個經定制的探測信號與非均勻分布的BGS洛倫茲上的一個不同點匹配，并且其中，在所述注入中，將所述多個不同的經定制的探測信號注入所述光纖的所述第一端，并且將所述周期性脈沖信號注入所述光纖的所述第二端，其中，同步進行所述注入使得每個經定制的探測波遇到一個不同的泵浦脈沖，以根據在所述BGS洛倫茲上的一個指定點獲得所述測量。

10.一種系統，包括：

用于推導受測光纖沿其長度的平均特性的裝置；

第一光源，被配置為生成可變頻率探測信號，從而所述可變頻率被定制為在沿著所述光纖的指定點處與相應的所述平均特性匹配；

第二光源，被配置為生成周期性脈沖信號；

用于將所述可變頻率探測信號注入所述光纖的第一端并且將周期性脈沖信號注入所述光纖的第二端的裝置，其中，同步進行所述注入，從而在沿著所述光纖的每一個所述指定點處進行受激布里淵散射，使得所述探測信號與所述泵浦信號之間的頻率差匹配所述光纖的所述平均特性；以及

測量裝置，被配置為測量所述受激布里淵散射的出現，以產生表示沿著整個所述光纖的所有點處的應變和溫度的數據。

11.根據權利要求10所述的系統，其中，所述光纖的所述平均特性與沿著整個布里淵不均勻光纖分布的平均應變/溫度相關。

12.根據權利要求10所述的系統，其中，針對每個光纖部分，具有以第一頻率和第一段長度表征的平均布里淵頻移，所述探測信號具有相應特性第二頻率和第二段長度。

13.根據權利要求10所述的系統，其中，所述探測波的每個頻段被選擇為與沿著相應段的洛倫茲布里淵增益譜的斜面的預定點重合。

14.根據權利要求10所述的系統，進一步包括以下裝置：用于評估來自距離z的強度波動的平均值，并且將所述平均值用作反饋信號，從而適當地重新調節所述可變頻率探測信號的頻率成分，以在受測光纖的平均特性緩慢改變的情況下，在所述注入時產生更好的一致。