The invention discloses a BOTDA based on Brillouin gain spectrum modulation and its sensing method, which relates to the field of optical fiber sensing technology. Based on the standard BOTDA and the inherent Brillouin gain spectrum of optical fiber, the pump light input into the sensing fiber to be measured is modulated into an amplitude-frequency modulated pulse light by an amplitude-frequency modulation pulse modulation module, so that the detection light obtained by the signal receiving module is in frequency. A wide range of linear region is obtained in the rate, which makes the signal intensity of the signal receiving module change if the temperature/strain of the outside changes. The invention can change the sensitivity of the system by changing the frequency spectrum of the pulse light according to the actual demand. The invention does not need pulse/probe light to sweep frequency, and does not need to fit the Brillouin curve in the later period, thus greatly improving the dynamic response speed of the sensor system. In addition, compared with the traditional slope-assisted method, the dynamic response range and sensitivity of the sensor system are greatly improved.
【技术实现步骤摘要】
基于布里渊增益谱调制的BOTDA系统及其传感方法
本专利技术涉及光纤传感
,更具体的是涉及基于布里渊增益谱调制的BOTDA系统及其传感方法。
技术介绍
传感器作为一种集成自动测量、记录等功能的检测装置,在我们的生活及生产活动中得到了广泛的应用。相比于传统的电学传感器,基于光纤的传感器具有轻便、抗腐蚀、抗电磁干扰、耐高温、探测灵敏度高等独特的优势,而且信号光在光纤中传输损耗较小,这就决定了光纤分布式传感器具有超长距离传感的优势。近年来,布里渊光时域分析仪作为一种典型的分布式光纤传感系统,在通信、传感等领域均有着重大的运用价值,它可以实现超长距离的应变/温度的分布式监控,其主要原理为利用光纤所处的外界的温度/应变的变化使得光纤布里渊频谱产生平移,从而可以通过分布式测量布里渊频移实现对外界环境的实时监控。但是,传统的布里渊光时域分析仪需要对探测光或泵浦脉冲光进行扫频来获得布里渊增益谱,所以其测量时间通常需要几秒甚至数分钟,这很大程度上限制了该系统的动态测量采样率,从而限制了其对于外界扰动的频率响应的范围。近些年来,快速布里渊光时域分析仪得到了国内外广泛的研究,现有的快速布里渊测量系统可以简单分为以下三种:1、基于光学变频技术的快速布里渊光时域分析仪,其采用了高性能的电学数字式任意波形发生器,实现对光波的快速切换;基于这种原理的系统虽然相较于传统布里渊光时域分析仪能够提高对外界扰动的频率响应范围,但是仍需要扫频来得到布里渊增益谱的分布继而得到扰动信息,因此,其对于频率响应范围的提高有限;2、基于斜率辅助技术的快速布里渊光时域分析仪,该系统将布里渊增益谱的一侧 ...
【技术保护点】
1.基于布里渊增益谱调制的BOTDA系统,包括幅频调制脉冲调制模块(1)、光纤环形器(2)、待测传感光纤(3)、探测光调制模块(4)和信号接收模块(5),所述幅频调制脉冲调制模块(1)的输出端与光纤环形器(2)1端口连接,光纤环形器(2)2端口与待测传感光纤(3)的一端连接,待测传感光纤(3)的另一端与探测光调制模块(4)连接,光纤环形器(2)3端口与信号接收模块(5)连接。
【技术特征摘要】
1.基于布里渊增益谱调制的BOTDA系统,包括幅频调制脉冲调制模块(1)、光纤环形器(2)、待测传感光纤(3)、探测光调制模块(4)和信号接收模块(5),所述幅频调制脉冲调制模块(1)的输出端与光纤环形器(2)1端口连接,光纤环形器(2)2端口与待测传感光纤(3)的一端连接,待测传感光纤(3)的另一端与探测光调制模块(4)连接,光纤环形器(2)3端口与信号接收模块(5)连接。2.根据权利要求1所述的基于布里渊增益谱调制的BOTDA系统,其特征在于:所述幅频调制脉冲调制模块(1)产生的幅频调制脉冲光信号的种类为啁啾信号或频梳信号。3.根据权利要求2所述的基于布里渊增益谱调制的BOTDA系统,其特征在于:所述幅频调制脉冲调制模块(1)包括可调分布反馈激光器(1-1)和脉冲调制模块(1-2)。4.根据权利要求2所述的基于布里渊增益谱调制的BOTDA系统,其特征在于:所述幅频调制脉冲调制模块(1)包括任意波形发生器(1-3)和电光调制器(1-4)。5.基于布里渊增益谱调制的BOTDA系统的传感方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:幅频调制脉冲调制模块(1)调制出幅频调制脉冲光信号,幅频调制脉冲光信号经由光纤环形器(2)传入待测传感光纤(3)中;S2:探测光调制模块(4)调制产生探测光信号从待测传感光纤(3)另一端打入;S3:幅频调制脉冲光信号与探测光信号在待测传...
【专利技术属性】
技术研发人员:王子南,朱日成,熊吉,傅芸,卢崇雨,
申请(专利权)人:电子科技大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
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