多参量分布式光纤传感装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多参量分布式光纤传感装置，包括：激光器、第一耦合器、第二耦合器、第一光调制器、光纤放大器、第三耦合器、扰偏器、光环形器、波分复用器、光滤波器、第二光调制器、第四耦合器、第一光电探测器、第五耦合器、第二光电探测器、第三光电探测器、数据采集处理模块、探测光纤，本发明专利技术提供的多参量分布式光纤传感装置实现了同时测量振动、温度与应变参量，降低了设备投资成本，减少了光纤资源的浪费。

【技术实现步骤摘要】
多参量分布式光纤传感装置
本专利技术属于光纤传感
，更具体地说，是涉及一种多参量分布式光纤传感装置。
技术介绍
分布式光纤传感技术在光纤表征、故障定位以及光纤环境温度、应力和振动等的监测方面具有重要应用。光时域反射技术、光时域分析技术、光频域分析技术是分布式光纤传感技术中的几种常用技术，但是，每种技术对应的光纤传感参量较少，难以满足实际监测应用中对多种环境参量的监测需求。比如，基于光时域反射技术的光时域反射仪只能对光纤进行表征，如色散测量、损耗测量以及光纤故障定位等，而不能对光纤环境的温度和应力等进行监测。布里渊光时域反射仪虽然能实现温度、应力监测以及光纤故障定位等，但很难用于光纤表征和色散测量，而且它难以获得亚米量级的空间分辨率和高的温度、应力分辨率。布里渊光时域分析技术与布里渊光时域反射技术相比可以获得高的空间分辨率和温度、应力分辨率，但需要分别从被测光纤的两端注入泵浦光和连续光，一旦被测光纤断裂，测量系统将无法工作。目前分布式光纤传感器已在电力、石化、交通、土木和航天等领域得到了广泛应用。但是随着各行业生产安全要求的提高，功能单一的分布式光纤传感器已不能满足需要，用户为了更全面地了解工程安全状况，往往需要同时对温度、振动、和应变等参量进行全方位实时监控，一般需要配备至少两套不同的分布式光纤传感器才能满足要求，不但设备投资成本大，而且也浪费了大量的光纤资源。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多参量分布式光纤传感装置，旨在解决现有技术中同时对温度、振动、应变等参量监控时需配备多套分布式光纤传感器导致的设备投资成本高以及光纤资源浪费的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种多参量分布式光纤传感装置，包括：激光器、第一耦合器、第二耦合器、第一光调制器、光纤放大器、第三耦合器、扰偏器、光环形器、波分复用器、光滤波器、第二光调制器、第四耦合器、第一光电探测器、单边调制器、第五耦合器、第二光电探测器、数据采集处理模块、探测光纤；所述激光器发出的窄带激光进入所述第一耦合器后分成两路光信号；一路进入所述第二耦合器的输入端，另一路作为第一参考光进入所述第二光调制器的输入端；所述第二耦合器将入射光分为两路，一路作为第一探测光进入所述第一光调制器进行调制，另一路进入所述单边调制器进行单边调制后通过所述第五耦合器分为两路光信号，一路为第二探测光，另一路为第二参考光；所述第一探测光通过所述第一光调制器与所述光纤放大器进入所述第三耦合器的一个输入端，所述第二探测光进入所述第三耦合器的另一个输入端；所述第三耦合器的输出端通过所述扰偏器连接所述光环行器的A端所述光环形器的B端连接所述探测光纤，所述光环行器的C端连接所述波分复用器的输入端，所述光环形器用于将被所述扰偏器扰乱偏振态后的所述第一探测光与所述第二探测光输入到所述探测光纤，还用于输出在所述探测光纤产生的后向散射光到所述波分复用器；所述波分复用器的第一输出端用于输出布里渊散射光，所述布里渊散射光通过所述光滤波器滤波后进入所述第四耦合器的一个输入端，所述第一参考光通过所述第二光调制器调制后进入所述第四耦合器的另一个输入端，所述第四耦合器的输出端通过所述第一光电探测器连接所述数据采集处理模块；所述波分复用器的第二输出端用于输出瑞利散射光，所述瑞利散射光进入所述第六耦合器的一个输入端，所述第二参考光进入所述第六耦合器的另一个输入端，所述第六耦合器的输出端通过所述第二光电探测器连接所述数据采集处理模块；所述数据采集处理模块用于对被所述第一光电探测器光电转换后的所述布里渊散射光与被所述第二光电探测器光电转换后的瑞利散射光进行模数转换与处理并得到所述探测光纤的振动、温度与应变信息。进一步地，所述的多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，还包括：第三光电探测器、第四光电探测器；所述波分复用器还包括第三输出端与第四输出端；所述波分复用器的第三输出端用于输出拉曼反斯托克斯散射光，所述拉曼反斯托克斯散射光通过所述第三光电探测器光电转换后进入所述数据采集处理模块；所述波分复用器的第四输出端用于输出拉曼斯托克斯散射光，所述拉曼斯托克斯散射光通过所述第四光电探测器光电转换后进入所述数据采集处理模块；所述数据采集处理模块对被所述第三光电探测器光电转换后的所述拉曼反斯托克斯散射光与被所述第二光电探测器光电转换后的拉曼斯托克斯散射光进行模数转换与处理并得到所述探测光纤的温度信息。进一步地，所述的多参量分布式光纤传感装置还包括：光隔离器；所述激光器通过所述光隔离器连接所述第一耦合器。进一步地，所述激光器的中心波长为1550nm，带宽为-3dB，频率为5KHz。进一步地，所述第一耦合器、所述第二耦合器与所述第五耦合器的耦合比均在90:10到70:30之间进一步地，所述光调制器为声光调制器或电光调制器。进一步地，所述光纤放大器为掺铒光纤放大器。进一步地，所述光滤波器为可调谐滤波器或光纤光栅滤波器。本专利技术实施例提供的多参量分布式光纤传感装置的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术实施例提供通过提供一种多参量分布式光纤传感装置，包括：激光器、第一耦合器、第二耦合器、第一光调制器、光纤放大器、第三耦合器、扰偏器、光环形器、波分复用器、光滤波器、第二光调制器、第四耦合器、第一光电探测器、第五耦合器、第二光电探测器、第三光电探测器、数据采集处理模块、探测光纤，实现了同时测量振动、温度与应变参量，降低了设备投资成本，减少了光纤资源的浪费。附图说明图1为本专利技术实施例提供的多参量分布式光纤传感装置的结构框图；图2为本专利技术又一实施例提供的多参量分布式光纤传感装置的结构框图。附图标记：激光器1、第一耦合器2、第二耦合器3、第一光调制器4、光纤放大器5、第三耦合器6、扰偏器7、光环形器8、波分复用器9、光滤波器10、第二光调制器11、第四耦合器12、第一光电探测器13、单边调制器14、第五耦合器15、第六耦合器16、第二光电探测器17、数据采集处理模块18、探测光纤19、第三光电探测器20、第四光电探测器21。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。具体实施例：如图1所示，本专利技术实施例提供一种多参量分布式光纤传感装置，包括：激光器1、第一耦合器2、第二耦合器3、第一光调制器4、光纤放大器5、第三耦合器6、扰偏器7、光环形器8、波分复用器9、光滤波器10、第二光调制器11、第四耦合器12、第一光电探测器13、单边调制器14、第五耦合器15、第二光电探测器17、数据采集处理模块18、探测光纤19；所述激光器1发出的窄带激光经过所述第一耦合器2后分成两路光信号；一路进入所述第二耦合器3的输入端，另一路作为第一参考光进入所述第二光调制器11的输入端；所述第二耦合器3将入射光分为两路，一路作为第一探测光进入所述第一光调制器4进行调制，另一路进入所述单边调制器14进行单边调制后通过所述第五耦合器15分为两路光信号，一路为第二探测光，另一路为第二参考光；所述第一探测光通过所述第一光调制器4与所述光纤放大器5进入所述第三耦合器6的一个输入端，所述第二探测光进入所述第三耦合器6的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，包括：激光器、第一耦合器、第二耦合器、第一光调制器、光纤放大器、第三耦合器、扰偏器、光环形器、波分复用器、光滤波器、第二光调制器、第四耦合器、第一光电探测器、单边调制器、第五耦合器、第六耦合器、第二光电探测器、数据采集处理模块、探测光纤；所述激光器发出的窄带激光经过所述第一耦合器后分成两路光信号；一路进入所述第二耦合器的输入端，另一路作为第一参考光进入所述第二光调制器的输入端；所述第二耦合器将入射光分为两路，一路作为第一探测光进入所述第一光调制器进行调制，另一路进入所述单边调制器进行单边调制后通过所述第五耦合器分为两路光信号，一路为第二探测光，另一路为第二参考光；所述第一探测光通过所述第一光调制器与所述光纤放大器进入所述第三耦合器的一个输入端，所述第二探测光进入所述第三耦合器的另一个输入端；所述第三耦合器的输出端通过所述扰偏器连接所述光环形器的A端，所述光环形器的B端连接所述探测光纤，所述光环行器的C端连接所述波分复用器的输入端，所述光环形器用于将被所述扰偏器扰乱偏振态后的所述第一探测光与所述第二探测光输入到所述探测光纤，还用于输出在所述探测光纤产生的后向散射光到所述波分复用器；所述波分复用器的第一输出端用于输出布里渊散射光，所述布里渊散射光通过所述光滤波器滤波后进入所述第四耦合器的一个输入端，所述第一参考光通过所述第二光调制器调制后进入所述第四耦合器的另一个输入端，所述第四耦合器的输出端通过所述第一光电探测器连接所述数据采集处理模块；所述波分复用器的第二输出端用于输出瑞利散射光，所述瑞利散射光进入所述第六耦合器的一个输入端，所述第二参考光进入所述第六耦合器的另一个输入端，所述第六耦合器的输出端通过所述第二光电探测器连接所述数据采集处理模块；所述数据采集处理模块用于对被所述第一光电探测器光电转换后的所述布里渊散射光与被所述第二光电探测器光电转换后的瑞利散射光进行模数转换与处理并得到所述探测光纤的振动、温度与应变信息。...

【技术特征摘要】
1.一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，包括：激光器、第一耦合器、第二耦合器、第一光调制器、光纤放大器、第三耦合器、扰偏器、光环形器、波分复用器、光滤波器、第二光调制器、第四耦合器、第一光电探测器、单边调制器、第五耦合器、第六耦合器、第二光电探测器、数据采集处理模块、探测光纤；所述激光器发出的窄带激光经过所述第一耦合器后分成两路光信号；一路进入所述第二耦合器的输入端，另一路作为第一参考光进入所述第二光调制器的输入端；所述第二耦合器将入射光分为两路，一路作为第一探测光进入所述第一光调制器进行调制，另一路进入所述单边调制器进行单边调制后通过所述第五耦合器分为两路光信号，一路为第二探测光，另一路为第二参考光；所述第一探测光通过所述第一光调制器与所述光纤放大器进入所述第三耦合器的一个输入端，所述第二探测光进入所述第三耦合器的另一个输入端；所述第三耦合器的输出端通过所述扰偏器连接所述光环形器的A端，所述光环形器的B端连接所述探测光纤，所述光环行器的C端连接所述波分复用器的输入端，所述光环形器用于将被所述扰偏器扰乱偏振态后的所述第一探测光与所述第二探测光输入到所述探测光纤，还用于输出在所述探测光纤产生的后向散射光到所述波分复用器；所述波分复用器的第一输出端用于输出布里渊散射光，所述布里渊散射光通过所述光滤波器滤波后进入所述第四耦合器的一个输入端，所述第一参考光通过所述第二光调制器调制后进入所述第四耦合器的另一个输入端，所述第四耦合器的输出端通过所述第一光电探测器连接所述数据采集处理模块；所述波分复用器的第二输出端用于输出瑞利散射光，所述瑞利散射光进入所述第六耦合器的一个输入端，所述第二参考光进入所述第六耦合器的另一个输入端，所述第六耦合器的输出端通过所述第二光电探测器连接所述数据采集处理模块；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：付炜平，孙辰军，魏明磊，王亚强，祁利刚，魏肖明，张雨卿，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河北省电力有限公司检修分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11