[發明專利]一種分布式光纖多參量傳感裝置

在審

• 申請號: 202010327252.0
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111486881A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 張梓平;陳碩;黃杰;牛曉晨;劉占元;盧利鋒
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國網浙江省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張琳琳

1.一種分布式光纖多參量傳感裝置，其特征在于，包括：光路單元、調制單元、相干檢測單元、瑞利解調單元及布里淵解調單元，

所述光路單元用于產生并輸出探測光信號和本振光信號；

所述調制單元用于接收所述探測光信號調制生成脈沖光，將所述脈沖光輸出至待測光纖中；

所述相干檢測單元接收所述本振光信號及待測光纖根據瑞利散射及布里淵散射效應生成的背向反射信號，將所述本振光信號和所述背向反射信號進行混頻，得到光外差電信號；

所述瑞利解調單元包括第一信號獲取模塊和第一解調模塊，所述第一信號獲取模塊接收所述光外差電信號濾波得到瑞利散射信號，所述第一解調模塊接收所述瑞利散射信號解調得到光纖沿線的反射、衰減及振動信息；

所述布里淵解調單元包括第二信號獲取模塊和第二解調模塊，所述第二信號獲取模塊接收所述光外差電信號濾波得到布里淵散射信號，所述第二解調模塊接收所述布里淵散射信號解調得到待測光纖的應力和溫度信息。

2.根據權利要求1所述的分布式光纖多參量傳感裝置，其特征在于，所述光路單元包括：激光器和第一光耦合器，

所述激光器產生激光信號輸出至所述第一光耦合器，所述第一光耦合器將所述激光信號分為探測光信號和本振光信號并輸出。

3.根據權利要求1所述的分布式光纖多參量傳感裝置，其特征在于，所述調制單元包括：聲光調制器，

所述聲光調制器接收所述探測光信號調制生成脈沖光，將所述脈沖光輸出至待測光纖。

4.根據權利要求1所述的分布式光纖多參量傳感裝置，其特征在于，所述相干檢測單元包括：平衡探測器，

所述平衡探測器接收所述本振光信號和所述背向反射信號進行混頻后得到光外差電信號。

5.根據權利要求1所述的分布式光纖多參量傳感裝置，其特征在于，所述第一信號獲取模塊包括：中頻濾波器和第一低噪聲放大器，所述光外差電信號依次經過所述中頻濾波器濾波和所述第一低噪聲放大器放大后得到瑞利散射信號。

6.根據權利要求1所述的分布式光纖多參量傳感裝置，其特征在于，所述第一解調模塊包括：包絡檢波器、第一模數轉換器和第一數字信號處理模塊，所述瑞利散射信號依次經過所述包絡檢波器、第一模數轉換器和第一數字信號處理模塊得到光纖沿線的反射和衰減信息。

7.根據權利要求6所述的分布式光纖多參量傳感裝置，其特征在于，所述第一解調模塊還包括：驅動器、第一混頻器、低通濾波器及鑒相器，所述瑞利散射信號和所述驅動器生成的驅動信號在所述第一混頻器中混頻后，輸入所述低通濾波器進行濾波，所述鑒相器接收濾波后的信號并根據所述第一數字信號處理模塊輸出的信號解調得到光纖沿線的振動信息。

8.根據權利要求1所述的分布式光纖多參量傳感裝置，其特征在于，第二信號獲取模塊包括：高頻濾波器和第二低噪聲放大器，所述光外差電信號依次經過所述高頻濾波器濾波和所述第二低噪聲放大器放大后得到布里淵散射信號。

9.根據權利要求1所述的分布式光纖多參量傳感裝置，其特征在于，所述第二解調模塊包括：頻率合成器、第二混頻器、濾波器、放大器、第三模數轉換器和第三數字信號處理模塊，

所述布里淵散射信號和所述頻率合成器的輸出信號在所述第二混頻器中進行下變頻得到中頻信號，所述中頻信號依次經過所述濾波器濾波和所述放大器放大后輸入所述第三模數轉換器進行模數轉換，所述第三數字信號處理模塊接收模數轉換后的信號進行快速傅里葉變換得到待測光纖的應力和溫度信息。

10.根據權利要求1所述的分布式光纖多參量傳感裝置，其特征在于，還包括：光環行器，所述光環行器的第一端連接所述調制單元，所述光環行器的第二端連接待測光纖，所述光環行器的第三端連接所述相干檢測單元。