[發明專利]一種分布式振動傳感系統及其應用

在審

• 申請號: 201611188867.X
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106840356A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 江柳;彭飛;吳宇;饒云江
• 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: 電子科技大學專利中心51203
• 代理人: 閆樹平

1.一種分布式振動傳感系統，包括光源、聲光調制器、波形發生器、2個脈沖放大器、2個濾波器、環形器、探測器、數據采集卡、信號處理裝置和傳感裝置組成，其特征在于：

中心波長1550nm的高相干窄線寬光源輸出連續光，經聲光調制器調制為脈沖光，聲光調制器由波形發生器驅動；

聲光調制器輸出的脈沖光依次經第一脈沖放大器放大以及第一濾波器抑制噪聲后，通過環形器的1端口耦合經其2端口輸至傳感裝置中；

從傳感裝置反射回來的光信號經環形器2端口傳輸至3端口，再耦合進第二脈沖放大器放大，再由第二濾波器濾除掉第二脈沖放大器放大產生的噪聲和沒有消耗完的泵浦光在傳感裝置中產生的散射光后，送入具有增益可調和濾波功能的探測器；

數據采集卡采集探測器輸出的電信號，并送入信號處理裝置中進行數據處理；數據采集卡由波形發生器同步觸發采集，波形發生器由獨立的軟件控制；

信號處理裝置，對采集的信號進行處理以獲取到傳感裝置中傳感光纜上不同位置受到外力作用的振動信號中所包含的時頻域信息；

所述傳感裝置由接入光纜、傳感光纜組成；接入光纜實現環形器與傳感光纜間的光信號傳輸；傳感光纜是一根多芯光纜，多芯光纜中包含多根平行光纖芯，多根平行光纖芯之間采用相鄰纖芯首尾連接的方式，多根纖芯在光纜骨架支撐下保持平行分布，纖芯數為2～8芯。

2.如權利要求1所述分布式振動傳感系統，其特征在于：所述信號處理裝置，采用FPGA開發板首先經過累加器對信號按照周期進行同步疊加，提高系統信噪比；再通過滑窗積累器對疊加后的信號進行預處理，去除部分帶外噪聲，進一步提升系統信噪比；最后經過三階累積量運算器濾除帶內噪聲。

3.如權利要求1所述分布式振動傳感系統的應用，其特征在于：將傳感裝置的傳感光纜沿高鐵輪軌布置，通過信號處理裝置對采集信號的處理，以獲取到光纖上不同位置受到輪軌作用的振動信號中所包含的時頻域信息，從而實現對鐵軌結構損壞、斷裂點的快速檢測和精確定位。