[發(fā)明專利]振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)及其裝配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611171524.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN108204857B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田孝忠;譚東杰;邱紅輝;劉路;王海明;孫巍;王雪莉;周琰;馬云賓;蔡永軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): G01H9/00
• 分類號(hào): G01H9/00
• 代理公司: 北京三高永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11138
• 代理人: 董亞軍

本發(fā)明公開了一種振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)及其裝配方法，屬于振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)領(lǐng)域。系統(tǒng)包括：窄線寬激光器、前置放大器和光電探測(cè)器，以及位于前置放大器和光電探測(cè)器之間的級(jí)聯(lián)的至少兩個(gè)光纖濾波器，窄線寬激光器與前置放大器連接，至少兩個(gè)光纖濾波器的帶寬相等，且為x，窄線寬激光器能夠產(chǎn)生連續(xù)激光；至少兩個(gè)光纖濾波器的通帶存在重合部分，且重合部分的帶寬y滿足：n≤y＜x；其中，n為窄線寬激光器的線寬，窄線寬激光器的線寬在重合部分的通帶范圍內(nèi)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中通過光纖濾波器的ASE噪聲較大，降低了信號(hào)的信噪比的問題，提高了信號(hào)的信噪比。本發(fā)明用于振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)及其裝配方法。

背景技術(shù)

相位敏感光時(shí)域反射(英文：phase-sensitive optical time-domainreflectometer；簡(jiǎn)稱：Φ-OTDR)技術(shù)又被稱為基于相干瑞利散射的光時(shí)域反射技術(shù)，該技術(shù)可以利用窄線寬連續(xù)激光在傳感光纖中發(fā)出的后向瑞利散射光信號(hào)，檢測(cè)光纖周圍振動(dòng)信號(hào)，由于基于Φ-OTDR技術(shù)的光纖振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)具有定位精度高、靈敏度高的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于圍欄入侵檢測(cè)、長(zhǎng)輸油氣管道檢測(cè)、邊界安防等領(lǐng)域。

相關(guān)技術(shù)中，基于Φ-OTDR技術(shù)的光纖振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)一般包括：窄線寬激光器、聲光調(diào)制器、光纖環(huán)形器、前置放大器、光纖濾波器和光電探測(cè)器，因?yàn)殡S著檢測(cè)距離的延長(zhǎng)，后向瑞利散射光信號(hào)會(huì)變?nèi)酰怆娞綔y(cè)器接收到的后向瑞利散射光信號(hào)微弱，導(dǎo)致對(duì)振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)困難，所以通常在光纖環(huán)形器的端口設(shè)置前置放大器(一般采用兩級(jí)摻鉺光纖放大器)，通過前置放大器提高檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度，再在前置放大器和光電探測(cè)器之間連接光纖濾波器，用來濾除前置放大器放大后向瑞利散射光信號(hào)的過程中產(chǎn)生的自發(fā)受激輻射(英文：Amplified Spontaneous Emission；簡(jiǎn)稱：ASE)噪聲。

但是，由于光纖濾波器的帶寬(一般在50千兆赫茲至100千兆赫茲)遠(yuǎn)大于窄線寬激光器的線寬(一般小于3千赫茲)，在使得激光脈沖發(fā)出的后向瑞利散射光信號(hào)通過光纖濾波器的同時(shí)，也會(huì)使得前置放大器放大后向瑞利散射光信號(hào)時(shí)產(chǎn)生的處于光纖濾波器的通帶范圍內(nèi)的ASE噪聲通過，導(dǎo)致通過光纖濾波器的ASE噪聲較大，降低了信號(hào)的信噪比(英文：SIGNAL-NOISE RATIO；簡(jiǎn)稱：SNR)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中通過光纖濾波器的ASE噪聲較大，降低了信號(hào)的信噪比的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)及其裝配方法。所述技術(shù)方案如下：

一方面，提供了一種振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，包括：

窄線寬激光器、前置放大器和光電探測(cè)器，以及位于所述前置放大器和所述光電探測(cè)器之間的級(jí)聯(lián)的至少兩個(gè)光纖濾波器，所述窄線寬激光器與所述前置放大器連接，所述至少兩個(gè)光纖濾波器的帶寬相等，且為x，所述窄線寬激光器能夠產(chǎn)生連續(xù)激光；

所述至少兩個(gè)光纖濾波器的通帶存在重合部分，且所述重合部分的帶寬y滿足：n≤y＜x；

其中，所述n為所述窄線寬激光器的線寬，所述窄線寬激光器的線寬在所述重合部分的通帶范圍內(nèi)。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：

依次連接在所述窄線寬激光器和所述前置放大器之間的聲光調(diào)制器、功率放大器和第一光纖環(huán)形器。

可選的，所述至少兩個(gè)光纖濾波器包括：一個(gè)中心波長(zhǎng)固定的光纖濾波器和至少一個(gè)中心波長(zhǎng)可調(diào)的光纖濾波器。

可選的，所述一個(gè)中心波長(zhǎng)固定的光纖濾波器的中心波長(zhǎng)與所述連續(xù)激光的中心波長(zhǎng)相等。

可選的，所述至少兩個(gè)光纖濾波器包括至少兩個(gè)光纖光柵濾波器。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：至少兩個(gè)第二光纖環(huán)形器，所述至少兩個(gè)光纖光柵濾波器與所述至少兩個(gè)第二光纖環(huán)形器的個(gè)數(shù)相等且一一對(duì)應(yīng)連接。