双端探测的联合拉曼和布里渊散射的分布式光纤传感装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种双端探测的联合拉曼和布里渊散射的分布式光纤传感装置，包括微波信号源、DFB激光器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第一电光调制器、第二电光调制器、光栅滤波器、第一掺饵光纤放大器、第二掺饵光纤放大器、第三掺饵光纤放大器、第一光开光、第二光开关、第三光开关、扰偏器、脉冲发生器、波分复用器、传感光纤、第一光电探测器、第二光电探测器、光纤环形器、数据采集器及智能装置；该传感装置可同时测量温度和应变，可降低环境变化带来的测量影响，提高系统测量精度、系统可靠性和响应速度。

【技术实现步骤摘要】
双端探测的联合拉曼和布里渊散射的分布式光纤传感装置
本技术涉及一种双端探测的联合拉曼和布里渊散射的分布式光纤传感装置。
技术介绍
分布式拉曼光纤传感器具有长距离分布式测量、抗电磁干扰、体小质轻等许多优点，在城市煤气管道、输电/通信电缆、水库大坝、桥梁、隧道、高速公路等许多需要实时温度监测的领域中具有广泛应用。目前广泛应用的主要有分布式拉曼光纤温度传感器和分布式布里渊光纤温度/应变传感器。其中拉曼光纤传感器仅进行温度测量，布里渊光纤传感器可用于温度和应变的双参量测量，但由于布里渊散射对温度和应变的交叉敏感性，这两个参量不能同时测量，限制了其应用范围。拉曼光纤传感系统仅对温度敏感。分布式拉曼光纤传感器进行温度解调一般以拉曼散射反斯托克斯光为信号光，斯托克斯光为参考光，采用二者的比值解调温度。这种解调方法可以消除静态光纤损耗带来的误差，但无法消除波长相关损耗引起的误差。布里渊散射谱频移对温度和应变都敏感。基于布里渊散射的分布式光纤传感系统，解决布里渊散射频移的交叉敏感性成为实现双参量同时测量的关键技术问题。目前主要有以下三种解决方法：1、联合布里渊散射光功率和布里渊散射谱频移进行温度和应变的同时解调。该方法由于光功率对于应变的敏感系数很低，探测的光功率误差限制了温度应变同时解调的精度。2、联合布里渊散射谱频移和布里渊动态光栅反射谱频移进行温度和应变的同时解调，该方案可以获得很好的测量精度，但必须采用保偏光纤，且传感光纤距离一般小于1km，限制了其在长距探测方面的应用范围。3、联合布里渊散射谱频移和拉曼散射光功率进行温度和应变的同时解调。利用拉曼散射光功率探测传感温度，再通过布里渊散射谱频移解调出应变，实现温度应变的同时测量。目前，基于上述第三种方案的传感装置一般都采用单端探测的方式，结合分布式拉曼光纤传感器和布里渊光纤传感器实现温度应变的同时解调。专利CN102313568A″一种布里渊和拉曼同时检测的分布式光纤传感装置″就是该方案的一个典型代表。
技术实现思路
本技术提供了一种双端探测的联合拉曼和布里渊散射的分布式光纤传感装置，其克服了
技术介绍
中所述的现有技术的不足。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：双端探测的联合拉曼和布里渊散射的分布式光纤传感装置，它包括微波信号源、DFB激光器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第一电光调制器、第二电光调制器、光栅滤波器、第一掺饵光纤放大器、第二掺饵光纤放大器、第三掺饵光纤放大器、第一光开光、第二光开关、第三光开关、扰偏器、脉冲发生器、波分复用器、传感光纤、第一光电探测器、第二光电探测器、光纤环形器、数据采集器及智能装置；DFB激光器的输出端与第一光纤耦合器的输入端相连，第一光纤耦合器的一输出端与第一电光调制器的一光输入端相连，另一输出端与第二电光调制器的一光输入端相连；微波信号源的输出端与第一电光调制器的射频输入端相连，第一电光调制器的输出端与光栅滤波器的输入端相连，光栅滤波器的输出端与第一掺饵光纤放大器的输入端相连，第一掺饵光纤放大器的输出端与扰偏器的输入端相连，扰偏器的输出端与第一光开关的其二端口相连，第一光开关的其一端口与传感光纤的其一端口相连；第二电光调制器的输出端与第二掺饵光纤放大器的输入端相连，第二掺饵光纤放大器的输出端与第二光纤耦合器的输入端相连，第二光纤耦合器的一输出端与第三掺饵光纤放大器的输入端相连，另一输出端与光纤环形器的其一端口相连；第三掺饵光纤放大器的输出端与波分复用器的1550端口相连，波分复用器的com端口与第二光开关的其一端口相连，波分复用器的1450端口与第一光电探测器的输入端相连；第二光开关的其二、其三端口分别与第一光开关的其三端口和第三光开关的其二端口相连，第三光开关的其一端口与传感光纤的另一端口相连；第一光电探测器的输出端与数据采集器的其一通道相连；光纤环形器的其二端口与第三光开关的其三端口相连，光纤环形器的其三端口与第二光电探测器的输入端相连，第二光电探测器的输出端与数据采集器的其二通道相连，数据采集器的输出端与智能装置相连；脉冲发生器的五个端口分别与第一光开关的其四端口、第二光开关的其四端口、第三光开关的其四端口、第二电光调制器的控制输入端及数据采集器的控制端相连。一实施例之中：所述第一光电探测器为APD光电探测器，所述第二光电探测器为PIN光电探测器。一实施例之中：所述第一光开关、第二光开关、第三光开光都为1x2开关。一实施例之中：所述智能装置为计算机。本技术方案与
技术介绍
相比，它具有如下优点：利用双端探测的方式，通过拉曼传感测量温度，布里渊传感测量应变，实现温度应变的双参量测量；采用双端探测的拉曼传感，可降低环境变化带来的测量影响，提高系统测量精度和系统可靠性，采用双端探测的布里渊传感，可提高系统测量精度和响应速度。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1为本技术所述的分布式光纤传感装置的结构示意图。具体实施方式请查阅图1，双端探测的联合拉曼和布里渊散射的分布式光纤传感装置，它包括微波信号源1、DFB激光器2、第一光纤耦合器3、第二光纤耦合器11、第一电光调制器4、第二电光调制器9、光栅滤波器5、第一掺饵光纤放大器6、第二掺饵光纤放大器10、第三掺饵光纤放大器12、第一光开光8、第二光开关14、第三光开关15、扰偏器7、脉冲发生器22、波分复用器13、传感光纤16、第一光电探测器17、第二光电探测器19、光纤环形器18、数据采集器20及智能装置21；DFB激光器2的输出端与第一光纤耦合器3的输入端相连，第一光纤耦合器3的一输出端与第一电光调制器4的一光输入端相连，另一输出端与第二电光调制器9的一光输入端相连；微波信号源1的输出端与第一电光调制器4的射频输入端相连，第一电光调制器4的输出端与光栅滤波器5的输入端相连，光栅滤波器5的输出端与第一掺饵光纤放大器6的输入端相连，第一掺饵光纤放大器6的输出端与扰偏器7的输入端相连，扰偏器7的输出端与第一光开关8的其二端口相连，第一光开关8的其一端口与传感光纤16的其一端口相连；微波信号源1指产生微波范围为10GHz-12GHz的微波信号发生器，该发生器可以1-5MHz的步进速度输出10GHz-12GHz的微波信号。第二电光调制器9的输出端与第二掺饵光纤放大器10的输入端相连，第二掺饵光纤放大器10的输出端与第二光纤耦合器11的输入端相连，第二光纤耦合器11的一输出端与第三掺饵光纤放大器12的输入端相连，另一输出端与光纤环形器18的其一端口相连；第三掺饵光纤放大器12的输出端与波分复用器13的1550端口相连，波分复用器13的com端口与第二光开关14的其一端口相连，波分复用器13的1450端口与第一光电探测器17的输入端相连；第二光开关14的其二、其三端口分别与第一光开关8的其三端口和第三光开关15的其二端口相连，第三光开关15的其一端口与传感光纤16的另一端口相连；第一光电探测器17的输出端与数据采集器20的其一通道相连；光纤环形器18的其二端口与第三光开关15的其三端口相连，光纤环形器18的其三端口与第二光电探测器19的输入端相连，第二光电探测器19的输出端与数据采集器20的其二通道相连，数据采集器20的输出端与智能装置21相本文档来自技高网...

【技术保护点】
双端探测的联合拉曼和布里渊散射的分布式光纤传感装置，其特征在于：包括微波信号源、DFB激光器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第一电光调制器、第二电光调制器、光栅滤波器、第一掺饵光纤放大器、第二掺饵光纤放大器、第三掺饵光纤放大器、第一光开光、第二光开关、第三光开关、扰偏器、脉冲发生器、波分复用器、传感光纤、第一光电探测器、第二光电探测器、光纤环形器、数据采集器及智能装置；DFB激光器的输出端与第一光纤耦合器的输入端相连，第一光纤耦合器的一输出端与第一电光调制器的一光输入端相连，另一输出端与第二电光调制器的一光输入端相连；微波信号源的输出端与第一电光调制器的射频输入端相连，第一电光调制器的输出端与光栅滤波器的输入端相连，光栅滤波器的输出端与第一掺饵光纤放大器的输入端相连，第一掺饵光纤放大器的输出端与扰偏器的输入端相连，扰偏器的输出端与第一光开关的其二端口相连，第一光开关的其一端口与传感光纤的其一端口相连；第二电光调制器的光输出端与第二掺饵光纤放大器的输入端相连，第二掺饵光纤放大器的输出端与第二光纤耦合器的输入端相连，第二光纤耦合器的一输出端与第三掺饵光纤放大器的输入端相连，另一输出端与光纤环形器的其一端口相连；第三掺饵光纤放大器的输出端与波分复用器的1550端口相连，波分复用器的com端口与第二光开关的其一端口相连，波分复用器的1450端口与第一光电探测器的输入端相连；第二光开关的其二、其三端口分别与第一光开关的其三端口和第三光开关的其二端口相连，第三光开关的其一端口与传感光纤的另一端口相连；第一光电探测器的输出端与数据采集器的其一通道相连；光纤环形器的其二端口与第三光开关的其三端口相连，光纤环形器的其三端口与第二光电探测器的输入端相连，第二光电探测器的输出端与数据采集器的其二通道相连，数据采集器的输出端与智能装置相连；脉冲发生器的五个端口分别与第一光开关的其四端口、第二光开关的其四端口、第三光开关的其四端口、第二电光调制器的控制输入端及数据采集器的控制端相连。...

【技术特征摘要】
1.双端探测的联合拉曼和布里渊散射的分布式光纤传感装置，其特征在于：包括微波信号源、DFB激光器、第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第一电光调制器、第二电光调制器、光栅滤波器、第一掺饵光纤放大器、第二掺饵光纤放大器、第三掺饵光纤放大器、第一光开光、第二光开关、第三光开关、扰偏器、脉冲发生器、波分复用器、传感光纤、第一光电探测器、第二光电探测器、光纤环形器、数据采集器及智能装置；DFB激光器的输出端与第一光纤耦合器的输入端相连，第一光纤耦合器的一输出端与第一电光调制器的一光输入端相连，另一输出端与第二电光调制器的一光输入端相连；微波信号源的输出端与第一电光调制器的射频输入端相连，第一电光调制器的输出端与光栅滤波器的输入端相连，光栅滤波器的输出端与第一掺饵光纤放大器的输入端相连，第一掺饵光纤放大器的输出端与扰偏器的输入端相连，扰偏器的输出端与第一光开关的其二端口相连，第一光开关的其一端口与传感光纤的其一端口相连；第二电光调制器的光输出端与第二掺饵光纤放大器的输入端相连，第二掺饵光纤放大器的输出端与第二光纤耦合器的输入端相连，第二光纤耦合器的一输出端与第三掺饵光纤放大器的输入端相连，另一输出端与光纤环形器的其一端口相连；第三掺饵光纤放大器的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福昌，余超群，张华林，周锦荣，何志民，黄成，
申请(专利权)人：闽南师范大学，
类型：新型
国别省市：福建,35