[發明專利]一種基于工業一體機的光頻域反射儀

在審

• 申請號: 201911281452.0
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110954298A
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 朱俊
• 申請（專利權）人: 江蘇駿龍光電科技股份有限公司
• 主分類號: G01M11/00
• 分類號: G01M11/00
• 代理公司: 蘇州言思嘉信專利代理事務所(普通合伙) 32385
• 代理人: 邵永永

本發明涉及一種基于工業一體機的光頻域反射儀，包括待測光纖、總體控制和光頻域反射技術，所述待測光纖電性連接有環形器和輔助干涉儀，所述環形器和輔助干涉儀的輸出端電性連接有差分吸收和雙平衡吸收，所述差分吸收和雙平衡吸收的輸出端電性連接有模擬信號調理，所述模擬信號調理的輸出端電性連接有非線性掃頻校正和ADC，所述總體控制電性連接有非線性掃頻校正、ADC、激光頻率控制和數字信號處理，所述激光頻率控制的輸出端電性連接有窄線寬掃頻激光器。本基于工業一體機的光頻域反射儀從原理上克服了OTDR在距離分辨率以及OLCR在測量距離上的不足，可實現高距離分辨率、高靈敏度和中等距離的測量。

技術領域

本發明涉及光頻域反射儀技術領域，具體為一種基于工業一體機的光頻域反射儀。

背景技術

光時域反射技術是通過測量光纖對光脈沖激勵信號的回波響應而實現分布式測量的，它的優點是技術難度相對低、測量距離長，但距離分辨率有限，根本原因是OTDR的回波信號強度與注入光脈沖能量直接相關，要實現高的距離分辨率，必需注入窄的激勵光脈沖，導致脈沖能量減小，可測距離縮短，因此，只能實現低距離分辨率的分布式測量，代表性的有：用于干線光纜故障檢測的瑞利散射OTDR、用于分布式應力測量的布里淵散射OTDR，用于分布式溫度測量的拉曼散射OTDR，光頻域反射(OFDR)技術是一種基于頻域分析的后向反射測量技術，相干光信號經光耦合器分送到光纖干涉儀的參考臂和信號臂。信號臂的回波信號(信號光)與參考臂的端面反射信號(參考光)經光電檢測器相干混頻。由于采用了頻域分析和相干測量，光頻域反射(OFDR)從原理上克服了OTDR在距離分辨能力上的不足，可將OTDR的距離分辨率提高3個數量級，基于OFDR的分布式光纖傳感具有極高的距離分辨率，避免了平均效應，可實現高靈敏度的分布式測量,所以它是業界公認的新一代高精度分布式光纖傳感技術。

低相干光反射技術是一種低相干光邁克爾遜干涉測量技術，通過參考臂的掃描，實現分布式測量，具有微米量級的距離分辨率，但受限于機械掃描范圍，可測量的距離范圍非常有限，主要用于光學相干層析成像和光器件的檢測，不適合光纖鏈路以及大尺度構件的測量，光頻域反射儀是一種智能高端設備。

現有的光頻域反射技術在距離分辨率以及光頻域反射技術在測量距離上的不足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于工業一體機的光頻域反射儀，以解決上述背景技術中提出現有的光頻域反射技術在距離分辨率以及光頻域反射技術在測量距離上的不足的問題。

一種基于工業一體機的光頻域反射儀，包括待測光纖、總體控制和光頻域反射技術，所述待測光纖電性連接有環形器和輔助干涉儀，所述環形器和輔助干涉儀的輸出端電性連接有差分吸收和雙平衡吸收，所述差分吸收和雙平衡吸收的輸出端電性連接有模擬信號調理，所述模擬信號調理的輸出端電性連接有非線性掃頻校正和ADC，所述總體控制電性連接有非線性掃頻校正、ADC、激光頻率控制和數字信號處理。

優選的，所述激光頻率控制的輸出端電性連接有窄線寬掃頻激光器。

優選的，所述窄線寬掃頻激光器與環形器和輔助干涉儀之間均為電性連接。

優選的，所述總體控制與非線性掃頻校正、ADC、激光頻率控制和數字信號處理之間均為雙向連接。

優選的，所述總體控制與非線性掃頻校正、ADC、激光頻率控制和數字信號處理之間通過控制總線和數據總線相連接。

優選的，所述光頻域反射技術也是一種基于邁克爾遜干涉的測量技術，頻率線性掃描的相干光信號經過邁克爾遜光纖干涉儀后分為參考光和信號光，因為光程的差異，參考光和回波信號光存在頻率差，經光電檢測器相干混頻后，可通過頻域分析來獲得被測光纖的傳遞特性，進而測得其性能和故障情況。

優選的，所述差分吸收和雙平衡吸收之間為并聯結構，差分吸收和雙平衡吸收之間相互獨立，所述非線性掃頻校正、ADC之間為并聯結構，非線性掃頻校正、ADC之間相互獨立。