[發明專利]一種干涉型分布式光纖振動傳感器

有效

• 申請號: 201910146087.6
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109668621B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 滕飛;李學金;易多;洪學明
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00
• 代理公司: 深圳市恒申知識產權事務所(普通合伙) 44312
• 代理人: 袁文英

本發明公開了一種干涉型分布式光纖振動傳感器，光纖振動傳感器包括第一塞格納克干涉儀、第二塞格納克干涉儀、光源發射裝置以及信號處理裝置，第一塞格納克干涉儀、第二塞格納干涉儀分別與信號處理裝置連接；第一塞格納克干涉儀、第二塞格納克干涉儀中包括傳感光纖，光源發射裝置發出互成預設角度振動的第一偏振光和第二偏振光，第一偏振光、第二偏振光分別入射至第一塞格納克干涉儀、第二塞格納克干涉儀中，并因第一塞格納克干涉儀、第二塞格納克干涉儀中的傳感光纖受到擾動點的影響而發生相位變化，發生相位變化的第一偏振光、第二偏振光傳輸至信號處理裝置，信號處理裝置用于基于發生相位變化的第一偏振光、第二偏振光，對擾動點進行定位。

技術領域

本發明涉及光電技術領域，更具體地說，涉及一種干涉型分布式光纖振動傳感器。

背景技術

干涉型分布式干涉傳感器可以對傳感光纖上任意一擾動點進行監測，得到擾動點的時域波形，根據擾動事件性質進行判斷并給出報警信息，還可以給出擾動點的空間位置信息。

現有的干涉型分布式干涉傳感器，以馬赫-曾德爾(Mach–Zehnder，M-Z)干涉結構和薩格納克(Sagnac)干涉結構及其復合結構為主要形式。M-Z干涉結構存在相干噪聲及偏振衰落等問題，具有抗環境干擾能力差的缺點；Sagnac干涉結構需要利用信號譜特征等實現定位，定位結果依賴于外界振動信號的頻率特性，具有定位結果不穩定的缺點；其兩者的復合干涉結構不僅結構復雜，且運算時還需對信號進行同步等復雜處理。

發明內容

本發明提供了一種新的干涉型分布式光纖振動傳感器，具有抗干擾能力強、結構簡單的特點。

本發明提供一種干涉型分布式光纖振動傳感器，光纖振動傳感器包括第一塞格納克干涉儀、第二塞格納克干涉儀、光源發射裝置以及信號處理裝置，第一塞格納克干涉儀、第二塞格納干涉儀分別與信號處理裝置連接；第一塞格納克干涉儀、第二塞格納克干涉儀中包括傳感光纖；

光源發射裝置發出互成預設角度振動的第一偏振光和第二偏振光，第一偏振光、第二偏振光分別入射至第一塞格納克干涉儀、第二塞格納克干涉儀中，并因第一塞格納克干涉儀、第二塞格納克干涉儀中的傳感光纖受到擾動點的影響而發生相位變化，發生相位變化的第一偏振光、第二偏振光傳輸至信號處理裝置；

信號處理裝置用于基于發生相位變化的第一偏振光、第二偏振光，對擾動點進行定位。

可選的，第一塞格納克干涉儀包括第一環行器(1)，第一耦合器(2)、第一偏振分束器(3)、第二偏振分束器(4)、第三偏振分束器(5)、第四偏振分束器(6)、第一探測器(7)、第二探測器(8)、第三探測器(9)以及用于連接的光纖和連接第一偏振分束器(3)第一端(31)和第二偏振分束器(4)第一端(41)的傳感光纖(20)；

第一耦合器(2)的一端分別通過光纖與第一偏振分束器(3)的第二端(32)、第四偏振分束器(6)的第一端(61)連接，第一偏振分束器(3)的第二端(32)通過光纖與第四偏振分束器(6)的第一端(61)連接，第三偏振分束器(5)的第一端(51)、第二端(52)分別通過光纖與第四偏振分束器(6)的第二端(62)、第二偏振分束器(4)的第二端(42)連接；

第一耦合器(2)的另一端分別通過光纖與第一探測器(7)、第二探測器(8)連接，第一耦合器(2)的另一端還通過光纖與第一環行器(1)的第一端(1a)連接，第一環形器(1)的第二端(1b)通過光纖與第三探測器(11)連接，第一探測器(7)、第二探測器(8)、第三探測器(9)分別通過光纖與信號處理裝置(15)連接；

第一偏振光通過第一環形器(1)的第三端(1c)入射至第一塞格納克干涉儀。

可選的，第二塞格納克干涉儀包括第二環行器(10)、第二耦合器(11)、第四探測器(12)、第五探測器(13)、第六探測器(14)以及第一偏振分束器(3)、第二偏振分束器(4)、第三偏振分束器(5)、第四偏振分束器(6)；