[發(fā)明專利]一種基于分布式傳感的信息傳輸系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111754755A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱惠君;薛鵬;白金剛;毛志松;鄔耀華
• 申請（專利權(quán)）人: 中山水木光華電子信息科技有限公司
• 主分類號: G08C23/06
• 分類號: G08C23/06
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 伍傳松

1.一種基于分布式傳感的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括：

脈沖光源(100)，用于輸出光波信號；

環(huán)形器(200)，所述環(huán)形器(200)具有第一端口、第二端口、第三端口；所述環(huán)形器(200)的第一端口與脈沖光源(100)的輸出端連接；

通信光纖(300)，所述通信光纖(300)的輸入端與所述環(huán)形器(200)的第二端口連接；

信號發(fā)生器(400)，設(shè)置于遠(yuǎn)離所述環(huán)形器(200)的所述通信光纖(300)的一側(cè)，用于生成物理信號并作用于所述通信光纖(300)的外層以使光波信號按一定規(guī)則發(fā)生應(yīng)變；

光電探測器(500)，所述光電探測器(500)的輸入端與所述環(huán)形器(200)的第三端口連接，用于接收所述通信光纖(300)回傳的按規(guī)則應(yīng)變的光波信號；

主控模塊(600)，分別與所述脈沖光源(100)、光電探測器(500)電性連接以用于控制脈沖光源(100)的輸出、控制光電探測器(500)的接收以及識別按規(guī)則應(yīng)變的光波信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式傳感的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述信號發(fā)生器(400)包括固定板(410)以及設(shè)置在所述固定板(410)上的電源(420)、控制芯片(430)、應(yīng)變器(440)，所述電源(420)為所述控制芯片(430)和應(yīng)變器(440)供電，所述控制芯片(440)用于按照一定規(guī)則控制所述應(yīng)變器(440)輸出物理信號，所述通信光纖(300)的一側(cè)固定于所述固定板(410)上并與所述應(yīng)變器(440)相接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于分布式傳感的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述應(yīng)變器(440)為電磁振動器、加熱器或應(yīng)力發(fā)生器。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于分布式傳感的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述通信光纖(300)在所述固定板(410)上具有延長光纖環(huán)(450)，所述延長光纖環(huán)(450)的光纖最小長度L0＝T*c*r，其中T為脈沖光源(100)的最大脈沖時間，c為光速，r為光纖群折射率。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于分布式傳感的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于：所述應(yīng)變器(440)為電磁振動器，所述電磁振動器的開關(guān)時間差為一個基礎(chǔ)信號元，基礎(chǔ)信號元的持續(xù)時間為T0，相鄰兩個基礎(chǔ)信號元的等待時間為n*T0，T0大于(LL/(c*r))*2，其中n為正整數(shù)，LL為與所述應(yīng)變器(440)相接觸的光纖設(shè)定長度，c為光速，r為光纖群折射率。

6.一種基于分布式傳感的信息傳輸方法，其特征在于：包括以下步驟控制脈沖光源發(fā)送脈沖光波，脈沖光波經(jīng)環(huán)形器進(jìn)入通信光纖；

生成物理信號并作用于特定位置的通信光纖外層，以使脈沖光波按一定規(guī)則發(fā)生應(yīng)變；

利用光電探測器接收所述通信光纖中經(jīng)環(huán)形器回傳的按規(guī)則應(yīng)變的脈沖光波；

光電探測器將其接收的按規(guī)則應(yīng)變的脈沖光波傳輸給主控模塊，并由主控模塊識別按規(guī)則應(yīng)變的脈沖光波。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于分布式傳感的信息傳輸方法，其特征在于：所述物理信號為振動信號、溫度信號或應(yīng)力信號。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于分布式傳感的信息傳輸方法，其特征在于：所述物理信號所作用通信光纖外層的特定位置由脈沖光源發(fā)送時間與光電探測器接收時間之差決定。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于分布式傳感的信息傳輸方法，其特征在于：所述通信光纖發(fā)生應(yīng)變的特定位置后端具有延長光纖環(huán)，所述延長光纖環(huán)的光纖最小長度L0＝T*c*r，其中T為脈沖光源的最大脈沖時間，c為光速，r為光纖群折射率。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于分布式傳感的信息傳輸方法，其特征在于：所述物理信號為振動信號，所述振動信號的開關(guān)時間差為一個基礎(chǔ)信號元，基礎(chǔ)信號元的持續(xù)時間為T0，相鄰兩個基礎(chǔ)信號元的等待時間為n*T0，T0大于(LL/(c*r))*2，其中n為正整數(shù)，LL為振動信號作用位置至環(huán)形器之間的光纖設(shè)定長度，c為光速，r為光纖群折射率。