The invention discloses a phase sensitive optical time domain reflection optical fiber distributed sensing system phase calculation method, which comprises the following steps: collecting multiple pulse beat frequency digital signal and backscatter light phase matrix, with the external vibration and disturbance location Y, outside vibration before and after Y position disturbance were selected without phase disturbance the position of the X and Z correspondence, the backscattering optical phase matrix with the corresponding column phase with X and with Z for phase unwrapping, the phase change expanded to + infty infinite range; the vibration before and after the phase curve minus the vibration of the Z position of the X phase curve, divided by 2, get the phase change of external vibration is introduced in the Y value of the premises. The calculation method of the invention can accurately obtain the external vibration events with -OTDR fiber distributed sensing system for phase change optical pulse into the value, and the method is with -OTDR fiber distributed sensing system based on the conventional, without complex algorithm.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光纤分布式振动传感系统相位计算方法,尤其是一种相位敏感光时域反射光纤分布式振动传感系统相位计算方法,本专利技术属于光纤传感技术应用领域。
技术介绍
相位敏感光时域反射(Phase-sensitiveOpticalTimeDomainReflectometry,缩写为Ф-OTDR或Phase-sensitiveOTDR)光纤分布式传感系统用于对外界振动扰动事件进行监测,可以实现对外界振动扰动事件位置的精确定位,具有线形分布式测量、远程测量、高灵敏度、抗电磁干扰能力强、绝缘性好、本质安全、重量轻体积小等优点,应用非常广泛。在石油化工领域,Ф-OTDR可以实现输油、气管道防破坏挖掘事件监测,还可以用于油气开采中超声波测井;在轨道交通领域,Ф-OTDR可以实现铁轨振动状态监测;在电力系统领域,Ф-OTDR可以实现电缆隧道的安全监测,高压电缆防盗割监测等;在安防领域,Ф-OTDR可以作为分布式光纤围栏,对各种入侵事件进行监测报警。在实际测量外界振动应用中,Ф-OTDR向传感光纤中发射光脉冲,通过光纤背向散射光到达探测终端的时间进行外界扰动事件位置的定位,同时,需要重复发射多个光脉冲来获取扰动位置相位的变化信息,目前,中科院上海光机所ZhengqingPan等提出了正交相位解调方法(ZhengqingPan,KezhenLiang,QingYe,HaiwenCai,RonghuiQu,andZujieFang,Phase- ...
【技术保护点】
一种相位敏感光时域反射光纤分布式传感系统相位计算方法,所述相位敏感光时域反射光纤分布式振动传感系统,包括窄线宽激光器(1),1´2光纤耦合器(2),声光调制器(3),掺铒光纤放大器(4),光纤环形器(5),传感光纤(6),2´2光纤耦合器(7),平衡光探测器(8),数据采集卡(9),计算机(10);所述窄线宽激光器(1)经过1´2光纤耦合器(2)分成两路,其中一路光信号经过声光调制器(3)调制为移频的光脉冲,再经过掺铒光纤放大器(4)进行光功率放大后通过光纤环形器(5)输入到传感光纤(6)中传输,光脉冲在传感光纤(6)中传输激发的背向散射光沿传感光纤(6)进行背向传输到达光纤环形器(5);1´2光纤耦合器2的另一路光信号与光纤环形器(5)返回的背向散射光分别由两个端口注入到2´2光纤耦合器(7)中传输并相干,2´2光纤耦合器(7)的两个输出端口与平衡光探测器(8)连接,进行光电转换获得背向散射光拍频电信号,经数据采集卡(9)采集得到数字拍频信号输出至计算机(10)计算拍频信号的幅度和相位信息;其特征在于:包括以下步骤:步骤1:所述数据采集卡(9)采集1次以上光脉冲对应的拍频数字信号,基 ...
【技术特征摘要】
1.一种相位敏感光时域反射光纤分布式传感系统相位计算方法,
所述相位敏感光时域反射光纤分布式振动传感系统,包括窄线宽激光器(1),1′2光纤
耦合器(2),声光调制器(3),掺铒光纤放大器(4),光纤环形器(5),传感光纤(6),2′2光纤耦
合器(7),平衡光探测器(8),数据采集卡(9),计算机(10);
所述窄线宽激光器(1)经过1′2光纤耦合器(2)分成两路,其中一路光信号经过声光调
制器(3)调制为移频的光脉冲,再经过掺铒光纤放大器(4)进行光功率放大后通过光纤环形
器(5)输入到传感光纤(6)中传输,光脉冲在传感光纤(6)中传输激发的背向散射光沿传感
光纤(6)进行背向传输到达光纤环形器(5);1′2光纤耦合器2的另一路光信号与光纤环形器
(5)返回的背向散射光分别由两个端口注入到2′2光纤耦合器(7)中传输并相干,2′2光纤耦
合器(7)的两个输出端口与平衡光探测器(8)连接,进行光电转换获得背向散射光拍频电信
号,经数据采集卡(9)采集得到数字拍频信号输出至计算机(10)计算拍频信号的幅度和相
位信息;
其特征在于:包括以下步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员:庞拂飞,贺梦婷,梅煊玮,陈娜,王廷云,
申请(专利权)人:上海大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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