【技术实现步骤摘要】
应力、温度和振动复合检测光纤传感器及信号处理方法
本专利技术涉及光纤传感领域，尤其涉及一种应力、温度和振动复合检测光纤传感器及信号处理方法。
技术介绍
分布式光纤传感系统由于其灵敏度高、定位精度高、电磁免疫等特性，广泛应用于长距离油气管道监测及周界安防，建筑结构健康监测等领域。马赫－曾德干涉仪(Mach－ZehnderInterferometer，MZI)分布光纤传感系统，通过干涉将传感光路中由外界扰动所造成的光相位差变化变为光强变化，从而实现对振动探测。在双MZI系统中，可通过相关时延估计的方法对振动进行定位，但由于计算时延的不确定性大，使得该方法定位精度较低。相位敏感型光时域反射仪(PhaseSensitiveOpticalTimeDomainReflectometer，Φ－OTDR)技术，通过使用长相干光源，检测光脉冲返回光的相干结果，其干涉方法能有效实现动态响应，能同时实现高定位精度和高灵敏度检测，尤其是对于微弱扰动信号的检测。但是由于其发射脉冲的频率受到光纤长度的限制，其频率响应非常低，导致无法对振动事件进行有效的识别，误报率高。布里渊光时域分析仪(Br...
【技术保护点】
1.一种应力、温度和振动复合检测光纤传感器，其特征在于，包括激光光源、第一、第二、第三、第四耦合器、声光调制器、环形器、传感光纤、下变频滤波电路、数据采集系统、上位机、电光调制器、辅助光纤、参考光纤、滤波光栅和第一、第二、第三光电探测器；所述激光光源产生连续窄线宽激光，经所述第一耦合器(2)分为Φ－OTDR探测光与BOTDA/MZI探测光，所述Φ－OTDR探测光进一步经所述第二耦合器(3)再产生Φ－OTDR本振光，所述Φ－OTDR探测光经所述声光调制器(4)调制为脉冲光，经由所述第一环形器(6)从所述传感光纤(7)正端入射，产生Φ－OTDR反射光；所述BOTDA/MZI探测...
【技术特征摘要】
1.一种应力、温度和振动复合检测光纤传感器，其特征在于，包括激光光源、第一、第二、第三、第四耦合器、声光调制器、环形器、传感光纤、下变频滤波电路、数据采集系统、上位机、电光调制器、辅助光纤、参考光纤、滤波光栅和第一、第二、第三光电探测器；所述激光光源产生连续窄线宽激光，经所述第一耦合器(2)分为Φ－OTDR探测光与BOTDA/MZI探测光，所述Φ－OTDR探测光进一步经所述第二耦合器(3)再产生Φ－OTDR本振光，所述Φ－OTDR探测光经所述声光调制器(4)调制为脉冲光，经由所述第一环形器(6)从所述传感光纤(7)正端入射，产生Φ－OTDR反射光；所述BOTDA/MZI探测光经由所述电光调制器(13)变频注入所述辅助光纤(16)，在所述辅助光纤末端经所述第三耦合器(17)再分为两部分，一部分从所述传感光纤末端入射，继续作为BOTDA/MZI探测光，另一部分入射进所述参考光纤，作为MZI参考光；在所述传感光纤(7)首端，所述滤波光栅(21)将所述Φ－OTDR反射光与所述BOTDA/MZI探测光分离，分离后的所述Φ－OTDR反射光与所述Φ－OTDR本振光干涉产生拍频信号，所述拍频信号被所述第一光电探测器捕捉，经由所述下变频滤波电路降频解调后由数据采集系统采集，送入上位机；分离后的所述BOTDA/MZI探测光经由所述第四耦合器分为两束，一束被所述第二光电探测器直接转换为电信号，经由所述数据采集系统采集，送入所述上位机，另一束与所述MZI参考光干涉，形成MZI干涉信号，被所述第三光电探测器直接转换为电信号，经由所述数据采集系统采集，送入所述上位机。2.一种应用权利要求1所述的应力、温度和振动复合检测光纤传感器的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对于所采集的Φ－OTDR信号，经去噪算法后，计算小波信息熵获得振动位置；S2：对于所采集的...
【专利技术属性】
技术研发人员：施羿，王原野，赵雷，范衠，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：广东,44
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