[發(fā)明專利]振動信號檢測系統(tǒng)及檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611173935.5
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN108204858B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設計）人: 田孝忠;王雪莉;譚東杰;劉路;王海明;孫巍;邱紅輝;周琰;蔡永軍;孟佳
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 董亞軍

本發(fā)明公開一種振動信號檢測系統(tǒng)及檢測方法，屬于振動檢測領域。該系統(tǒng)包括：振動傳感模塊、N個激勵信號放大模塊和N+1個檢測信號放大模塊，振動傳感模塊、N個激勵信號放大模塊和N+1個檢測信號放大模塊通過傳感光纖依次連接，且每兩個相鄰的檢測信號放大模塊之間具有一個激勵信號放大模塊；振動傳感模塊用于發(fā)射激勵信號和檢測信號；N個激勵信號放大模塊中的每個激勵信號放大模塊用于對激勵信號進行放大；N+1個檢測信號放大模塊中的每個檢測信號放大模塊用于在激勵信號的激勵下對檢測信號進行放大。本發(fā)明解決了振動信號檢測系統(tǒng)難以實現(xiàn)遠距離的振動信號檢測的問題，延長了振動信號的檢測距離。本發(fā)明用于振動信號檢測。

技術領域

本發(fā)明涉及振動檢測領域，特別涉及一種振動信號檢測系統(tǒng)及檢測方法。

背景技術

在大型工程結構健康監(jiān)測、輸油管線保護、地質災害預防等領域中，經常需要采用振動信號檢測系統(tǒng)檢測目標物體(例如輸油管線)周圍的振動信號。振動信號檢測系統(tǒng)可以為基于相位敏感光時域反射(英文：Phase-sensitive Optical Time-DomainReflectometer；簡稱：Φ-OTDR)技術的振動信號檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有定位精度高、靈敏度高的特點，廣泛應用于圍欄入侵檢測、長輸油氣管道檢測、邊界安防等領域。其中，Φ-OTDR技術又稱為基于相干瑞利散射的光時域反射技術，該技術利用光信號在傳感光纖中的后向瑞利散射光信號檢測目標物體周圍的振動信號。

相關技術中，基于Φ-OTDR技術的振動信號檢測系統(tǒng)包括：振動檢測設備和傳感光纖，傳感光纖沿目標物體鋪設，且傳感光纖的一端與振動檢測設備連接，振動檢測設備能夠發(fā)射出檢測光信號，檢測光信號沿傳感光纖傳輸，在檢測光信號傳輸?shù)倪^程中，當目標物體周圍發(fā)生振動時，振動會導致檢測光信號向后散射(也即是檢測光信號反射)形成后向瑞利散射光信號，后向瑞利散射光信號沿傳感光纖傳輸至振動檢測設備，振動檢測設備根據(jù)接收到的后向瑞利散射光信號的功率和發(fā)射出的檢測光信號的功率，確定傳感光纖周圍的振動信號，并將傳感光纖周圍的振動信號作為目標物體周圍的振動信號。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)相關技術至少存在以下問題：

檢測光信號和后向瑞利散射光信號在傳輸?shù)倪^程中都存在能量損耗，并且檢測距離越長能量損耗越大，導致振動信號檢測系統(tǒng)難以實現(xiàn)遠距離的振動信號檢測。

發(fā)明內容

為了解決振動信號檢測系統(tǒng)難以實現(xiàn)遠距離的振動信號檢測的問題，本發(fā)明提供一種振動信號檢測系統(tǒng)及檢測方法。所述技術方案如下：

第一方面，提供一種振動信號檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：振動傳感模塊、N個激勵信號放大模塊和N+1個檢測信號放大模塊，N≥1，

所述振動傳感模塊、所述N個激勵信號放大模塊和所述N+1個檢測信號放大模塊通過傳感光纖依次連接，且每兩個相鄰的所述檢測信號放大模塊之間具有一個所述激勵信號放大模塊；

所述振動傳感模塊用于發(fā)射激勵信號和檢測信號，所述激勵信號和所述檢測信號能夠沿所述傳感光纖傳輸；

所述N個激勵信號放大模塊中的每個激勵信號放大模塊用于對傳輸至所述每個激勵信號放大模塊的激勵信號進行放大；

所述N+1個檢測信號放大模塊中的每個檢測信號放大模塊用于在傳輸至所述每個檢測信號放大模塊的激勵信號的激勵下，對傳輸至所述每個檢測信號放大模塊的檢測信號進行放大；

其中，放大前的所述檢測信號和放大后的所述檢測信號都用于檢測所述傳感光纖周圍的振動信號。

可選地，所述N個激勵信號放大模塊中的每個激勵信號放大模塊包括：激勵信號放大器，所述激勵信號放大器通過傳感光纖分別與所述每個激勵信號放大模塊兩端的檢測信號放大模塊連接，所述激勵信號放大器用于對通過所述激勵信號放大器的激勵信號進行放大。

可選地，所述激勵信號放大器為摻銩光纖放大器TDFA。