[實用新型]一種分布式光纖振動傳感系統解調裝置

有效

• 申請號: 201822086261.6
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN209264103U
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 崔洪亮;付群健;于淼;羅政純
• 申請（專利權）人: 珠海任馳光電科技有限公司
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本實用新型公開了一種分布式光纖振動傳感系統解調裝置，包括：光源模塊，光源模塊與耦合器連接后分為兩路，其中一路依次串聯聲光調制器和第一光纖放大器后經過第一光纖與環形器連接；另一路依次串聯電光調制器和第二光纖放大器后經過第二光纖與環形器連接；所述環形器連接傳感光纖；所述環形器的輸出依次串聯連接光電轉換模塊、高通濾波器、數據采集模塊和上位機。當出現干擾信號后，檢測器可以快速獲得擾動信號的位置以及擾動信號強度等信息，解決了Φ?OTDR系統解調算法復雜且激光器頻率漂移的問題，保證了系統的定位誤差在±1m以內。

技術領域

本實用新型涉及光纖傳感技術領域，特別涉及一種分布式光纖振動傳感系統解調裝置。

背景技術

分布式光纖振動傳感系統可以實現長距離、分布式擾動傳感與信號傳輸，通過檢測光纖各部分后向散射干涉光的光強變化，實現對外部侵擾活動的檢測，結合光時域反射技術可實現振動信號的準確定位。分布式光纖振動傳感系統利用光纖本身作為傳感器和信號傳輸的載體，具有測量精度高、響應速度快、本征安全等優點，可以在易燃、易爆、高溫、高濕、高腐蝕以及強電磁場干擾等惡劣的環境中長期穩定運行，在周界安防、石油管道安全監測、軌道交通、建筑結構健康等領域具有廣泛的應用。

隨著應用領域的不斷拓展，分布式光纖振動傳感系統從原理上可以分為相位敏感光時域反射技術(Ф-OTDR)、偏振光時域反射技術(P-OTDR)、相干光時域反射技術(C-OTDR)等。其中，Ф-OTDR憑借靈敏度高、測量距離長的優勢，應用越來越廣泛。Ф-OTDR通常使用傳感光纖的瑞利散射光和光源的本振光得到干涉光場，再通過對干涉光場的相位解調得到振動信號。解調精度容易受到光源的偏振態變化和頻率穩定性的影響。解調過程包括混頻、濾波以及差值等運算，復雜度高，響應速度慢。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型提出了一種分布式光纖振動傳感系統解調裝置，消除了光源的偏振態變化和頻率穩定性的影響，提高解調精度；簡化了解調結構，可以快速得到振動的幅頻信息，減小了解調響應時間。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

在一個或多個實施方式中公開的一種分布式光纖振動傳感系統解調裝置，包括：光源模塊，光源模塊與耦合器連接后分為兩路，其中一路依次串聯聲光調制器和第一光纖放大器后經過第一光纖與環形器連接；另一路依次串聯電光調制器和第二光纖放大器后經過第二光纖與環形器連接；所述環形器連接傳感光纖；所述環形器的輸出依次串聯連接光電轉換模塊、高通濾波器、數據采集模塊和上位機。

進一步地，所述第一光纖和第二光纖的長度不同，所述第一光纖和第二光纖的長度差由調制信號脈寬和光在光纖中的傳輸速度決定，最終使兩路光路的傳輸時間相差設定的脈沖周期。

進一步地，所述第一光纖和第二光纖的長度相同，采用雙脈沖信號發生器驅動聲光調制器和電光調制器對光脈沖分別進行調制，調制間隔相差設定的調制脈寬。

進一步地，所述耦合器選用分光比為50:50的耦合器。

進一步地，所述光源模塊包括：相互連接的激光光源和窄線寬連續激光驅動器。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

(1)利用傳感光纖中的兩路后向瑞利散射光疊加形成的干涉光場，解調得到振動信號，消除了光源的偏振態變化和頻率穩定性的影響，提高了解調精度。

(2)通過設定確定的光程差，干涉光強的相位差直接反映振動信號的幅頻信息，避免了混頻、濾波以及差值運算等過程，簡化了解調方法，減小了響應時間。

(3)可以根據確定的光程差，調節脈沖寬度，保證兩路脈沖光相差一個脈沖寬度進入傳感光纖，靈活度高，易實現。