[實用新型]一種基于直線型Sagnac干涉和Φ?OTDR的分布式振動定位傳感系統

有效

• 申請號: 201720109653.2
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN206804030U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 劉沖沖
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01H9/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司34107
• 代理人: 曹政

技術領域

本實用新型屬于光纖傳感領域，提供了一種基于直線型Sagnac干涉和Φ-OTDR的分布式振動定位傳感系統。

背景技術

光纖振動傳感具有靈敏度高、抗電磁干擾能力強、動態范圍大、終端結構簡單、隱蔽性好、耐腐蝕、環境適應性強的特點，可用于大型工程現場以及重大政治、經濟、軍事基地的周界安防，因此，研究分布式光纖傳感系統是一個非常有應用前景和實際意義的課題。

目前，基于相位敏感光時域反射技術(Φ-OTDR)的分布式光纖振動傳感技術由于其探測范圍大(通常可以探測幾十公里)，靈敏度高，對振動源定位簡單(探測的時域曲線可以簡單換算成位置-光強度曲線)等優點，備受人們的關注。但是，為了防止前后脈沖源信號光相互干擾而限制了其頻率響應，無法獲得高頻的振動信息細節，該技術的自干涉原理要求光源的線寬足夠窄。

實用新型內容

本實用新型實施例提供一種基于直線型Sagnac干涉和Φ-OTDR的分布式振動定位傳感系統，旨在解決相位敏感光時域反射技術(Φ-OTDR)的分布式光纖振動傳感技術要求光源的線寬窄、頻率響應低的問題。

本實用新型是這樣實現的，一種基于直線型Sagnac干涉和Φ-OTDR的分布式振動定位傳感系統，所述系統由兩個激光源、脈沖調制模塊、兩個耦合器、兩個環行器、傳感光纖、法拉第旋轉鏡、光纖布拉格光柵、光電檢測模塊及數據采集模塊組成，所述第一激光源的輸出端與脈沖調制模塊連接，所述脈沖調制模塊的輸出端及第二激光源的輸出端與第一耦合器的輸入端連接，所述第一耦合器的輸出端通過光纖與第一環形器的端口A連接，所述第一環形器的端口B與第二耦合器的一輸入端連接，所述第二耦合器的另一輸入端和其中一個輸出端通過光纖連接成光纖環，所述第二耦合器的另一輸出端通過傳感光纖與所述法拉第旋轉鏡連接，所述第一環形器的端口C連接第二環形器的端口a，所述第二環形器的端口b與所述光纖布拉格光柵的輸入端連接，所述光纖布拉格光柵的輸出端與第一光電檢測模塊連接，第二環形器端口c與第二光電檢測模塊連接，所述第一、第二光電檢測模塊與所述數據采集模塊連接；

所述第一激光源與所述第二激光源的中心波長不同。

進一步的，第一激光源的中心波長為1645nm，第二激光源的中心波長為1550nm；光纖布拉格光柵反射中心波長為1645nm或1550nm；

或者第一激光源的中心波長為1550nm，第二激光源的中心波長為1450nm；光纖布拉格光柵10反射中心波長為1550nm或1450nm；

進一步的，所述第一耦合器和所述第二耦合器均為3db耦合器。

本實用新型中的混合光信號經第二耦合器分成兩路混合光信號，通過光纖環及經法拉第旋轉鏡的反射，這兩路混合光信號在傳播過程中產生的后向瑞利散射光在第二耦合器時產生干涉，解決了傳統基于Φ-OTDR的光纖振動傳感系統因為需要產生自干涉而要求第一激光源的線寬窄的問題，此外，這兩路混合光信號在返回至第二耦合器時還產生Sagnac干涉，該系統不僅可以方便的對振動定位，還具有很高的頻率響應。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的基于直線型Sagnac干涉和Φ-OTDR的分布式振動定位傳感系統結構示意圖；

1.第一激光源；2.第二激光源；3.脈沖調制模塊；4.第一耦合器；5.第一環行器；6.第二耦合器；7.傳感光纖；8.法拉第旋轉鏡；9.第二環行器；10.光纖布拉格光柵；11.第一光電檢測模塊；12.第二光電檢測模塊；13.數據處理模塊。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

圖1為本實用新型提供的基于直線型Sagnac干涉和Φ-OTDR的分布式振動定位傳感系統結構示意圖，為了便于說明，僅示出與本實用新型相關的部分。