[實用新型]低成本定位型光纖振動傳感裝置

有效

• 申請號: 201720429922.3
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN206804147U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 周正仙;王林;祝玉軍;甘露;余瑞蘭;杜友武;鄒翔;陳強
• 申請（專利權）人: 安徽師范大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及光纖傳感領域，尤其涉及一種低成本多事件定位的分布式光纖振動傳感領域。

背景技術

光纖振動傳感器具有結構簡單、探測范圍大、靈敏度高、響應頻率寬、抗電磁干擾能力強、隱蔽性強、環境要求低等特點。可以用于大型工業場所的實時監控，以及一些危險場所的實時監控、安全防護和報警處理。因此，研究定位型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，可實現定位的光纖振動傳感系統主要有兩類：一類是基于雙M-Z干涉原理的光纖振動傳感系統。該系統可實現長距離檢測，并能定位振動事情發生的位置，但基于雙M-Z原理的振動信號定位方法只能定位單個事件，無法實現對多個事件進行同時定位。另一類是基于光時域反射（OTDR）原理的分布式光纖振動傳感系統。該系統具有定位準確、操作簡單、探測距離長的特點，但是該系統是基于窄線寬光信號在光纖中后向散射光的自干涉效應實現振動傳感，系統需要采用超窄線寬激光器和聲光調制器，系統的成本非常高，只能在高端場所應用。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是實現一種結構簡單、低成本的多事件定位型分布式光纖振動傳感裝置，在確保探測距離和定位精度的前提下，大大降低了系統的成本。

本實用新型要解決的技術問題是通過下述技術方案來實現的：

本實用新型一種低成本定位型光纖振動傳感裝置包括激光器、脈沖光調制器、脈沖驅動器、光放大器、光隔離器、耦合器、傳感光纖、光電探測器、數據采集處理模塊。

所述激光器采用半導體激光器，發出中心波長為1310nm光譜寬度為40nm的連續光信號。

所述的脈沖光調制器采用電光調制器，將半導體激光器發出的連續光信號調制成10ns-200ns的脈沖光信號。

所述的脈沖驅動器采用XC3S50AN型高速FPGA芯片實現，輸出寬度可調的電脈沖信號，用于驅動脈沖光調制器。

所述的光放大器采用摻餌光纖放大器，實現對脈沖光信號進行放大。

所述的光隔離器采用中心波長為1310nm的光纖型光隔離器，防止后向散射光返回到光放大器和半導體激光器中對器件造成損傷。

所述耦合器采用中心波長為1310nm的光纖耦合器，將注入的光信號分成兩路輸出。

所述的傳感光纖采用G652普通單模光纖，其損耗參數為0.35dB/km@1310nm，0.20dB/km@1550nm。

所述的光電探測器采用PIN型硅材料光電探測器，其探測光譜范圍我800-1700nm。

所述的數據采集處理單元采用100MHz數據采集卡加工業處理計算機實現。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：一種低成本的多事件定位型分布式光纖振動傳感裝置。激光器輸出的連續光信號被脈沖光調制器調制成脈沖光信號，再經過光放大器放大后通過光隔離器輸入到耦合器的其中一個端口上。輸入到耦合器中的脈沖光信號被耦合器分成兩路光，分別注入到兩路傳感光纖中。兩路傳感光纖中后向散射回來的光信號又回到耦合器上，在耦合器中進行干涉。干涉后的后向散射光信號經過耦合器的另一個輸入端口輸入到光電探測器中轉換成電信號。光電探測器輸出的電信號經高速AD采集卡轉換成數字信號后輸入到處理器中進行處理得到振動信號及其位置信息。脈沖驅動器產生寬度可調的電脈沖信號，驅動脈沖光調制器將連續光信號調制成一定寬度的脈沖光信號，同時輸出同步脈沖信號給AD采集卡，驅動AD采集同步進行數據采集。

本實用新型的優點在于能夠實現對多個振動事件同時進行定位，并且具有結構簡單、成本低等特點。

附圖說明

圖1為低成本定位型光纖振動傳感裝置結構圖。

具體實施方式

本實用新型所要解決的技術問題是實現一種結構簡單、低成本的多事件定位型分布式光纖振動傳感裝置，在確保探測距離和定位精度的前提下，大大降低了系統的成本。