[發明專利]一種分布式探測振動位置和聲音信號的裝置及其應用

有效

• 申請號: 201910548909.3
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110207805B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 秦增光;劉兆軍;叢振華;李釗;渠帥;王恒
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01S17/06
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 顏洪嶺

1.一種分布式探測振動位置和聲音信號的裝置的工作方法，所述裝置包括依次連接的窄線寬激光模塊、隔離器、1×2耦合器、聲光調制器、摻鉺光纖放大器、濾波器、環形器、摻鉺光纖放大器、濾波器、第一平衡光電探測器、采集處理系統；1×2耦合器還連接一2×2耦合器，2×2耦合器通過第二平衡光電探測器連接采集處理系統；2×2耦合器還通過兩路光纖連接三芯傳感光纜，其中一路光纖通過三芯傳感光纜后連接光纖拾音盒、法拉第旋轉鏡，另一路光纖通過三芯傳感光纜后連接法拉第旋轉鏡；環形器通過一路光纖連接三芯傳感光纜后再連接振動光纖；

其特征在于，所述工作方法包括以下步驟：

窄線寬激光模塊發出激光經隔離器、1×2耦合器分成兩路光信號；

一路光信號經過函數發生器連接驅動的聲光調制器產生重復頻率為10kHz的脈沖光進入摻鉺光纖放大器放大，再經濾波器、環形器進入三芯傳感光纜其中的振動光纖，后向散射光信號經環形器通過摻鉺光纖放大器放大和濾波器濾波后進入第一平衡光電探測器，最后進入采集處理系統處理；

另一路光信號經過2×2耦合器再分成兩路光信號進入三芯傳感光纜中的兩路光纖，其中一路光纖作為信號臂經過光纖拾音盒拾音，另一路光纖作為參考臂，兩路尾端均接有法拉第旋轉鏡，反射回的光信號再經2×2耦合器進入第二平衡光電探測器，最后進入采集處理系統進行處理。

2.如權利要求1所述的分布式探測振動位置和聲音信號的裝置的工作方法，其特征在于，所述聲光調制器通過函數發生器連接驅動調制產生脈沖光，重復頻率10kHz。

3.如權利要求1所述的分布式探測振動位置和聲音信號的裝置的工作方法，其特征在于，所述窄線寬激光模塊產生的激光波長為1550nm，線寬小于3kHz。

4.如權利要求1所述的分布式探測振動位置和聲音信號的裝置的工作方法，其特征在于，所述1×2耦合器、2×2耦合器的分束比為50:50。

5.如權利要求1所述的分布式探測振動位置和聲音信號的裝置的工作方法，其特征在于，所述光纖拾音盒的數量至少兩個，光纖拾音盒之間通過1550nm單模光纖串接，每隔50m設一個，進行分布式采集聲音。

6.如權利要求1所述的分布式探測振動位置和聲音信號的裝置的工作方法，其特征在于，所述光纖拾音盒為利用光纖做成的無源器件，1550nm單模光纖纏繞在上大下小喇叭狀聲敏材料做成的筒體上，筒體上端開口、底部封閉，上端開口直徑6cm，底部直徑4cm。

7.如權利要求1所述的分布式探測振動位置和聲音信號的裝置的工作方法，其特征在于，所述采集處理系統選用內置NI?PCI-5114采集卡的計算機。