[發明專利]融合弱反射光柵的雙脈沖相位敏感光時域反射計及其方法

有效

• 申請號: 201610039975.4
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105547460B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 王峰;周玲;張旭蘋;劉濤
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種融合弱反射光柵的雙脈沖相位敏感光時域反射計，其特征在于，包括窄線寬激光器、光調制器、環形器、數據采集裝置、雪崩探測器、傳感光纖、脈沖信號發生器和設置在傳感光纖上的弱反射光柵陣列；其中，

窄線寬激光器，用于輸出連續光至光調制器；

脈沖信號發生器，用于控制光調制器以及同步數據采集裝置的數據采集；

光調制器，用于根據脈沖信號發生器的控制將連續光調制成探測雙脈沖輸出至環形器的第一端口；

環形器，用于將探測雙脈沖由其第二端口注入傳感光纖中，獲得包含一系列干涉脈沖的背向瑞利散射光信號輸入至環形器的第二端口，并由環形器的第三端口輸出至雪崩探測器；

雪崩探測器，用于將包含一系列干涉脈沖的背向瑞利散射光信號轉換成電信號輸出至數據采集裝置；

數據采集裝置，用于對電信號進行處理，獲得傳感光纖的擾動信息；

所述探測雙脈沖包含兩個光脈沖，分別為前脈沖和后脈沖；設前后脈沖的時間間隔為τ，前脈沖和后脈沖的脈沖寬度相等，脈沖寬度其中，c為真空中光速，n_f為傳感光纖折射率，ΔL為相鄰弱反射光柵之間的距離間隔。

2.根據權利要求1所述一種融合弱反射光柵的雙脈沖相位敏感光時域反射計，其特征在于，所述弱反射光柵陣列是刻制在傳感光纖上的，弱反射光柵陣列由N個反射率相等的弱反射光柵組成，反射率為-55dB～-30dB，相鄰弱反射光柵之間的間隔是相等的，其中，L為傳感光纖總長度，ΔL為相鄰弱反射光柵之間的距離間隔，表示向下取整。

3.根據權利要求1所述一種融合弱反射光柵的雙脈沖相位敏感光時域反射計，其特征在于，所述光調制器可為電光調制器或者聲光調制器。

4.基于權利要求1所述的一種融合弱反射光柵的雙脈沖相位敏感光時域反射計的測量振動的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將連續光調制成探測雙脈沖，按照預設周期發射M次探測雙脈沖至傳感光纖中；

步驟二、探測雙脈沖在刻有弱反射光柵陣列的傳感光纖中產生背向返回信號，背向返回信號是包含一系列干涉脈沖的背向瑞利散射光信號；M次探測獲得M條背向返回信號曲線；

步驟三、將M條背向返回信號曲線按時間順序排列，獲得傳感光纖上每一點對應的功率隨時間變化的曲線，并對傳感光纖上每一點對應的功率曲線進行傅里葉變換，獲得頻譜圖，從而實現振動的定位和對振動頻率的大范圍測量。