一种降低探测死区概率的分布式光纤振动传感装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种降低探测死区概率的分布式光纤振动传感装置，包括脉冲发生器、激光器、第一耦合器、第二耦合器、N个声光调制器（AOM）、第三耦合器、掺饵光纤放大器（EDFA）、光纤环形器、传感光纤、第四耦合器、平衡探测器和信号采集卡。本发明专利技术还公开了一种降低探测死区概率的分布式光纤振动传感装置的探测方法，本发明专利技术通过引入N个不同工作频率的声光调制器实现了多频测量，且其频率间隔足够大，保证了各频率的幅度分布相互独立；在各个频率信号间寻找信噪比最佳的信号求相位差并回溯前一周期数据，使得相位差的检测结果得以接续，实现振动信号的连续测量，有效地降低了系统陷入探测死区的概率。

A Distributed Optical Fiber Vibration Sensing Device and Method for Reducing Probability of Dead Zone Detection

The invention discloses a distributed optical fiber vibration sensor device which reduces the probability of dead zone detection, including a pulse generator, a laser, a first coupler, a second coupler, N acoustooptic modulators (AOM), a third coupler, an bait-doped optical fiber amplifier (EDFA), an optical fiber loop, a sensing fiber, a fourth coupler, a balance detector and a signal acquisition card. The invention also discloses a detection method of a distributed optical fiber vibration sensor device which reduces the probability of dead zone detection. The method realizes multi-frequency measurement by introducing N acousto-optic modulators with different working frequencies, and the frequency interval is large enough to ensure that the amplitude distribution of each frequency is independent of each other. Periodic data can make the detection results of phase difference continuity, realize the continuous measurement of vibration signals, and effectively reduce the probability of the system falling into the detection dead zone.

【技术实现步骤摘要】
一种降低探测死区概率的分布式光纤振动传感装置及方法
本专利技术涉及光纤传感
，特别是一种降低探测死区概率的分布式光纤振动传感装置及方法。
技术介绍
近年来，地震等自然灾害频发，我国的大规模基础设施不断兴建，对自然灾害的提前预警，对大型基础设施的健康监测逐渐成了研究热点。在这些实际应用中往往需要在恶劣的自然环境下进行长距离大范围的传感，相位敏感型光时域反射技术作为一种分布式光纤传感技术，凭借着可测量振动、测量距离长、灵敏度高、可连续分布测量等优点，在上述应用中具有巨大优势。鉴相是的一种重要信号处理方式，它利用背向瑞利散射光的相位变化来还原振动信息，这种方式为系统带来很高的灵敏度，且能够准确的还原外界振动的波形，在自然灾害预警、大型基础设施健康监测等方面应用广泛。在鉴相的过程中，需要确定背向瑞利散射曲线距离轴上的两点L1和L2，通过处理得到这两点的相位和若无外界振动影响，将维持不变；在外界振动影响下，通过监测的变化可以得到振动信息。在外差相干探测中，由于一个脉冲宽度内的背向瑞利散射光发生干涉及本振光和背向瑞利散射光之间偏振态匹配等原因，其背向瑞利散射曲线在距离轴上呈现随机的相干相长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低探测死区概率的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，包括脉冲发生器、激光器、第一耦合器、第二耦合器、N个声光调制器、第三耦合器、掺饵光纤放大器、光纤环形器、传感光纤、第四耦合器、平衡探测器和信号采集卡；其中，所述激光器产生连续模式窄线宽激光，所述窄线宽激光经第一耦合器分成两路；其中一路作为初始探测光输入至第二耦合器，另一路作为本振光输入至第四耦合器；所述脉冲发生器分别输出N路相同的调制脉冲至N个声光调制器，并输出与调制脉冲同步的同步脉冲至信号采集卡；由第二耦合器将初始探测光分为N路，分别由N个声光调制器将连续模式窄线宽激光转换为N路同步的脉冲光，并使N路脉冲光产生不同的频移；第三耦合...

【技术特征摘要】
1.一种降低探测死区概率的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，包括脉冲发生器、激光器、第一耦合器、第二耦合器、N个声光调制器、第三耦合器、掺饵光纤放大器、光纤环形器、传感光纤、第四耦合器、平衡探测器和信号采集卡；其中，所述激光器产生连续模式窄线宽激光，所述窄线宽激光经第一耦合器分成两路；其中一路作为初始探测光输入至第二耦合器，另一路作为本振光输入至第四耦合器；所述脉冲发生器分别输出N路相同的调制脉冲至N个声光调制器，并输出与调制脉冲同步的同步脉冲至信号采集卡；由第二耦合器将初始探测光分为N路，分别由N个声光调制器将连续模式窄线宽激光转换为N路同步的脉冲光，并使N路脉冲光产生不同的频移；第三耦合器将N路脉冲光合为一路，并输出至掺饵光纤放大器，所述脉冲光经放大后输出至光纤环形器第一端口，从光纤环形器第二端口注入至传感光纤，所述传感光纤产生背向瑞利散射光，并将背向瑞利散射光输入至光纤环形器的第二端口，并由所述光纤环形器的第三端口输出至第四耦合器；所述第四耦合器将所述背向瑞利散射光与所述本振光混频后形成相干光，所述相干光由第四耦合器的第一输出端和第二输出端输出至平衡探测器的两个输入端进行探测，所述平衡探测器得到中频电信号，由平衡探测器的输出端输出至信号采集卡。2.根据权利要求1所述的一种降低探测死区概率的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述N个声光调制器对所述探测光脉冲具有不同的移频量，且各移频量之间的频率差大于所述探测光脉冲宽度的倒数。3.基于权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张益昕，张宇昊，张旭苹，季文斌，穆罕默德·马苏德·扎比希，刘静霄，李密，王峰，
申请(专利权)人：南京发艾博光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32