[發(fā)明專利]一種基于動態(tài)相位解調的BOTDA分布式振動傳感系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103940501A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 歐中華;盧磊;朱曉非;鄭廣浩;劉永;岳慧敏
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 楊保剛

1.一種基于動態(tài)相位解調的BOTDA分布式振動傳感系統(tǒng)，其特征在于：包括布里淵信號輸出裝置、第四隔離器(4)、窄帶光濾波器(10)、相位解調檢測裝置(11)和數據采集及信號處理系統(tǒng)(12)；

布里淵信號輸出裝置的信號經過第四隔離器(4)，接入窄帶光濾波器(10)濾除雜光，注入相位解調檢測裝置(11)探測輸出的光強信號，再接入數據采集及信號處理系統(tǒng)(12)進行信號解調。

2.根據權利要求1所述的一種基于動態(tài)相位解調的BOTDA分布式振動傳感系統(tǒng)，其特征在于：所述相位解調檢測裝置(11)包括第一耦合器（13）、延遲光纖（16）、3*3耦合器（17）和光電探測器（PD)；

第一耦合器（13）的1端口連接布里淵信號的輸出端，第一耦合器（13）的3端口通過延遲光纖（16）與3*3耦合器（17）的1端口相連構成信號臂，第一耦合器（13）的4端口與3*3耦合器（17）的3端口相連構成參考臂，3*3耦合器（17）的4、5、6端口分別與光電探測器相連。

3.根據權利要求2所述的一種基于動態(tài)相位解調的BOTDA分布式振動傳感系統(tǒng)，其特征在于：所述3*3耦合器（17）為2π/3的固定相位差。

4.根據權利要求1所述的一種基于動態(tài)相位解調的BOTDA分布式振動傳感系統(tǒng)，其特征在于：所述相位解調檢測裝置(11)包括第一耦合器(13)、延遲光纖（16）、聲光調制器（14）、第二耦合器(15）和光電探測器（PD)；

第一耦合器（13）的1端口連接布里淵信號的輸出端，第一耦合器（13）的3端口通過延遲光纖（16）與第二耦合器（15）的1端口相連構成信號臂，第一耦合器（13）的4端口通過聲光調制器（14）與第二耦合器(15）的2端口相連構成參考臂，第二耦合器(15）的3、4端口分別與光電探測器相連。

5.根據權利要求4所述的一種基于動態(tài)相位解調的BOTDA分布式振動傳感系統(tǒng)，其特征在于：所述聲光調制器（14）的移頻范圍為1kHz-10MHz。

6.根據權利要求1所述的一種基于動態(tài)相位解調的BOTDA分布式振動傳感系統(tǒng)，其特征在于：所述相位解調檢測裝置(11)包括第一耦合器（13）、延遲光纖（16）、壓電陶瓷（18）、第二耦合器（15）和光電探測器（PD)；

第一耦合器（13）的1端口連接布里淵信號的輸出端，第一耦合器（13）的3端口通過延遲光纖（16）與第二耦合器（15）的1端口相連構成信號臂，第一耦合器（13）的4端口通過壓電陶瓷（18）與第二耦合器（15）的2端口相連構成參考臂，第二耦合器（15）的3、4端口與光電探測器相連。

7.根據權利要求6所述的一種基于動態(tài)相位解調的BOTDA分布式振動傳感系統(tǒng)，其特征在于：所述壓電陶瓷（18）附加了π/2的相位。

8.根據權利要求1所述的一種基于動態(tài)相位解調的BOTDA分布式振動傳感系統(tǒng)，其特征在于，所述相位解調檢測裝置(11)中的相位變化量滿足關系式為：

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其中為延遲光纖的長度，為布里淵頻移的波長，為布里淵散射光的頻率，為布里淵散射光在光纖中的速度。

9.根據權利要求1所述的一種基于動態(tài)相位解調的BOTDA分布式振動傳感系統(tǒng)，其特征在于：所述布里淵信號輸出裝置包括泵浦激光器（5）、第二隔離器（2）、傳感光纖（6）、環(huán)形器（8）、第三隔離器（3）、脈沖調制器（7）、第一隔離器（1）和探測激光器（9）；

所述探測激光器（9）發(fā)出的連續(xù)光依次經過第一隔離器（1）、脈沖調制器（7）、第三隔離器（3）和環(huán)形器（8）與泵浦激光器（5)發(fā)出的脈沖光經過第二隔離器(2)進入傳感光纖(6)進行耦合，在傳感光纖(6)處發(fā)生布里淵效應。