[發(fā)明專(zhuān)利]一種長(zhǎng)距離分布式光纖高頻振動(dòng)測(cè)量的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210048025.3
• 申請(qǐng)日: 2022-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114485903B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮謙;唐明;張作才;趙燦;馬天驕;吳昊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢地震工程研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01H9/00
• 分類(lèi)號(hào): G01H9/00;G01D5/353
• 代理公司: 深圳市六加知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 向彬

1.一種長(zhǎng)距離分布式光纖高頻振動(dòng)測(cè)量的系統(tǒng)，其特征在于，包括待測(cè)光纖、第一空分復(fù)用器、第二空分復(fù)用器、激光器、第一耦合器、相位光時(shí)域反射儀，干涉儀和數(shù)據(jù)采集處理裝置，具體的：

待測(cè)光纖中至少包含5路空分復(fù)用光路，第一空分復(fù)用器與待測(cè)光纖的第一端耦合；

第二空分復(fù)用器與待測(cè)光纖的第二端耦合，通過(guò)第二空分復(fù)用器將待測(cè)光纖的第二空分復(fù)用光路與第四空分復(fù)用光路耦合，并將第三空分復(fù)用光路和第五空分復(fù)用光路耦合；

激光器發(fā)出的光束經(jīng)第一耦合器分光后生成第一出射光和第二出射光；

第一出射光進(jìn)入相位光時(shí)域反射儀的光源輸入端口，被調(diào)制為脈沖光后經(jīng)相位光時(shí)域反射儀的待測(cè)光纖接駁端口輸出，經(jīng)第一空分復(fù)用器輸入待測(cè)光纖的第一空分復(fù)用光路；

脈沖光在待測(cè)光纖第一空分復(fù)用光路生成的后向散射光返回相位光時(shí)域反射儀的待測(cè)光纖接駁端口，由相位光時(shí)域反射儀生成第一電信號(hào)，第一電信號(hào)經(jīng)相位光時(shí)域反射儀的電信號(hào)輸出端口進(jìn)入數(shù)據(jù)采集處理裝置的第一采集端口；

第二出射光進(jìn)入干涉儀的光源輸入端口，經(jīng)分光后生成第一信號(hào)光和第二信號(hào)光；

第一信號(hào)光通過(guò)干涉儀的第一光信號(hào)輸出端口輸出，經(jīng)第一空分復(fù)用器輸入待測(cè)光纖的第二空分復(fù)用光路，到達(dá)待測(cè)光纖的第二端后經(jīng)過(guò)第二空分復(fù)用器生成第一前向光，第一前向光由第四空分復(fù)用光路返回，第二空分復(fù)用光路和第四空分復(fù)用光路構(gòu)成干涉儀的第一干涉臂；

第二信號(hào)光通過(guò)干涉儀的第二光信號(hào)輸出端口輸出，經(jīng)第一空分復(fù)用器輸入待測(cè)光纖的第三空分復(fù)用光路，到達(dá)待測(cè)光纖的第二端后經(jīng)過(guò)第二空分復(fù)用器生成第二前向光，第二前向光由第五空分復(fù)用光路返回，第三空分復(fù)用光路和第五空分復(fù)用光路構(gòu)成干涉儀的第二干涉臂；

第一前向光進(jìn)入干涉儀的第一光信號(hào)輸入端口，第二前向光進(jìn)入干涉儀的第二光信號(hào)輸入端口，由干涉儀合光后生成第二電信號(hào)，第二電信號(hào)經(jīng)干涉儀的電信號(hào)輸出端口進(jìn)入數(shù)據(jù)采集處理裝置的第二采集端口；

數(shù)據(jù)采集處理裝置使用第一電信號(hào)計(jì)算振動(dòng)的位置參數(shù)，數(shù)據(jù)采集處理裝置使用第二電信號(hào)計(jì)算振動(dòng)的頻率和頻度參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長(zhǎng)距離分布式光纖高頻振動(dòng)測(cè)量的系統(tǒng)，其特征在于，具體包括：

待測(cè)光纖具體為少模光纖，少模光纖的每個(gè)空間模式對(duì)應(yīng)待測(cè)光纖的一個(gè)空分復(fù)用光路；

第一空分復(fù)用器具體為第一模分復(fù)用器，第一模分復(fù)用器的復(fù)用端口與待測(cè)光纖的第一端耦合，第一模分復(fù)用器的第一分用端口對(duì)應(yīng)少模光纖的第一空分復(fù)用光路，與相位光時(shí)域反射儀的待測(cè)光纖接駁端口連接，第一模分復(fù)用器的第二分用端口對(duì)應(yīng)少模光纖的第二空分復(fù)用光路，與干涉儀的第一光信號(hào)輸出端口連接，第一模分復(fù)用器的第三分用端口對(duì)應(yīng)少模光纖的第三空分復(fù)用光路，與干涉儀的第二光信號(hào)輸出端口連接；

第二空分復(fù)用器具體為第二模分復(fù)用器，第二模分復(fù)用器的復(fù)用端口與待測(cè)光纖的第二端耦合，第二模分復(fù)用器的第二分用端口對(duì)應(yīng)少模光纖的第二空分復(fù)用光路，第二模分復(fù)用器的第三分用端口對(duì)應(yīng)少模光纖的第三空分復(fù)用光路，第二模分復(fù)用器的第四分用端口對(duì)應(yīng)少模光纖的第四空分復(fù)用光路，第二模分復(fù)用器的第五分用端口對(duì)應(yīng)少模光纖的第五空分復(fù)用光路，第二模分復(fù)用器的第二分用端口和第四分用端口以單模光纖耦合相連，第二模分復(fù)用器的第三分用端口和第五分用端口以單模光纖耦合連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的長(zhǎng)距離分布式光纖高頻振動(dòng)測(cè)量的系統(tǒng)，其特征在于，具體包括：

少模光纖的第二空分復(fù)用光路和第三空分復(fù)用光路相對(duì)于少模光纖截面中心為中心對(duì)稱(chēng)；

少模光纖的第四空分復(fù)用光路和第五空分復(fù)用光路相對(duì)于少模光纖截面中心為中心對(duì)稱(chēng)。