[發(fā)明專利]一種基于多機(jī)理融合的多參量分布式光纖傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310066961.8
• 申請(qǐng)日: 2013-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103175555A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋牟平;董沛君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01D5/26
• 分類(lèi)號(hào): G01D5/26
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于多機(jī)理融合的多參量分布式光纖傳感器，其特征在于，包括參數(shù)可控光源（1）、可調(diào)光信號(hào)處理系統(tǒng)（2）和可重配置光電信號(hào)處理系統(tǒng)（3）；其中可調(diào)光信號(hào)處理系統(tǒng)（2）的一端由光纖（5）并聯(lián)連接參數(shù)可控光源（1）和可重配置光電信號(hào)處理系統(tǒng)（3），另一端設(shè)有與待檢測(cè)的多機(jī)理多結(jié)構(gòu)的傳感光纖（4）相連接的接口；

由參數(shù)可控光源（1）產(chǎn)生多機(jī)理的光信號(hào)，多機(jī)理的光信號(hào)經(jīng)光纖（5）進(jìn)入可調(diào)光信號(hào)處理系統(tǒng)（2）完成光路控制后，經(jīng)過(guò)待檢測(cè)的多機(jī)理多結(jié)構(gòu)的傳感光纖（4），重返可調(diào)光信號(hào)處理系統(tǒng)（2），并在實(shí)現(xiàn)解復(fù)用和直接光功率檢測(cè)、光相干檢后進(jìn)入可重配置光電信號(hào)處理系統(tǒng)（3）進(jìn)行分析檢測(cè)，得出待檢測(cè)的多機(jī)理多結(jié)構(gòu)的傳感光纖（4）的傳感結(jié)果；

所述的參數(shù)可控光源（1）包括波長(zhǎng)可移窄帶光源（6）、電光相位調(diào)制器（7）、聲光調(diào)制器（8）、馬赫-曾德電光調(diào)制器（9）、可調(diào)濾波器（10）、高速光偏振控制器（11）、電子控制系統(tǒng)（12）；由電子控制系統(tǒng)（12）通過(guò)雙向控制信號(hào)對(duì)依次串聯(lián)的波長(zhǎng)可移窄帶光源（6）、電光相位調(diào)制器（7）、聲光調(diào)制器（8）、馬赫-曾德電光調(diào)制器（9）、可調(diào)濾波器（10）、高速光偏振控制器（11）進(jìn)行參數(shù)選擇控制，從而得到多機(jī)理光信號(hào)；

所述的可調(diào)光信號(hào)處理系統(tǒng)（2）包括光路控制模塊、直接光功率檢測(cè)器或光相干檢測(cè)器，由光路控制模塊對(duì)所述多機(jī)理光信號(hào)進(jìn)行光路控制，由直接光功率檢測(cè)器或光相干檢測(cè)器對(duì)所述多機(jī)理光信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)；

所述的可重配置光電信號(hào)處理系統(tǒng)（3）由光電檢測(cè)器（13）、電子放大器（14）、濾波器（15）、高速AD轉(zhuǎn)換器（16）和基于FPGA的DSP處理模塊（17）組成，用于分析檢測(cè)接收到光信號(hào)，并得出最后的傳感結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多機(jī)理融合的多參量分布式光纖傳感器，其特征在于，所述的參數(shù)可控光源（1）中：

波長(zhǎng)可移窄帶光源（6），作為單獨(dú)的中心波長(zhǎng)控制原始光源，發(fā)出原始光信號(hào)；

電光相位調(diào)制器（7），接收到所述原始光信號(hào)后對(duì)所述原始光信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)制；

聲光調(diào)制器（8），對(duì)經(jīng)相位調(diào)制后的光信號(hào)完成光頻率移動(dòng)和幅度調(diào)制，使經(jīng)聲光調(diào)制器（8）調(diào)制后的光信號(hào)構(gòu)成一定的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生多種光頻率變化；

馬赫-曾德電光調(diào)制器（9），對(duì)聲光調(diào)制后的光信號(hào)進(jìn)行電光調(diào)制，調(diào)制光信號(hào)的幅度，產(chǎn)生光脈沖，產(chǎn)生π相移；

高速光偏振控制器（11），對(duì)經(jīng)馬赫-曾德電光調(diào)制器（9）幅度調(diào)制的光信號(hào)進(jìn)行偏振態(tài)控制后產(chǎn)生多機(jī)理的光信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多機(jī)理融合的多參量分布式光纖傳感器，其特征在于，所述的光路控制模塊包括：

光放大模塊，對(duì)所述的多機(jī)理光信號(hào)進(jìn)行光路放大；

光功率分配模塊，對(duì)不同機(jī)理光信號(hào)的光功率進(jìn)行分配；

波分復(fù)用與解復(fù)用模塊，對(duì)不同機(jī)理光信號(hào)的光路進(jìn)行波分控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多機(jī)理融合的多參量分布式光纖傳感器，其特征在于，所述的可重配置光電信號(hào)處理系統(tǒng)（3）中，

由光電檢測(cè)器（13），對(duì)接收到的光檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；

電子放大器（14），對(duì)所述光電轉(zhuǎn)換后得到的微弱電信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)；

濾波器（15），對(duì)經(jīng)過(guò)電子放大器（14）增強(qiáng)后的電信號(hào)進(jìn)行濾波，得到模擬信號(hào)；

高速AD轉(zhuǎn)換器（16），將所述模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；

基于FPGA的DSP處理模塊（17），對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行時(shí)域、頻域、相關(guān)域分析和編解碼。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多機(jī)理融合的多參量分布式光纖傳感器，其特征在于，所述的參數(shù)可控光源（1）的控制參數(shù)為波長(zhǎng)、幅度、頻率、偏振或相位。