一种基于工业一体机的光频域反射仪制造技术

本发明专利技术涉及一种基于工业一体机的光频域反射仪，包括待测光纤、总体控制和光频域反射技术，所述待测光纤电性连接有环形器和辅助干涉仪，所述环形器和辅助干涉仪的输出端电性连接有差分吸收和双平衡吸收，所述差分吸收和双平衡吸收的输出端电性连接有模拟信号调理，所述模拟信号调理的输出端电性连接有非线性扫频校正和ADC，所述总体控制电性连接有非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理，所述激光频率控制的输出端电性连接有窄线宽扫频激光器。本基于工业一体机的光频域反射仪从原理上克服了OTDR在距离分辨率以及OLCR在测量距离上的不足，可实现高距离分辨率、高灵敏度和中等距离的测量。

An optical frequency domain reflectometer based on industrial integrated computer

【技术实现步骤摘要】
一种基于工业一体机的光频域反射仪
本专利技术涉及光频域反射仪
，具体为一种基于工业一体机的光频域反射仪。
技术介绍
光时域反射技术是通过测量光纤对光脉冲激励信号的回波响应而实现分布式测量的，它的优点是技术难度相对低、测量距离长，但距离分辨率有限，根本原因是OTDR的回波信号强度与注入光脉冲能量直接相关，要实现高的距离分辨率，必需注入窄的激励光脉冲，导致脉冲能量减小，可测距离缩短，因此，只能实现低距离分辨率的分布式测量，代表性的有：用于干线光缆故障检测的瑞利散射OTDR、用于分布式应力测量的布里渊散射OTDR，用于分布式温度测量的拉曼散射OTDR，光频域反射(OFDR)技术是一种基于频域分析的后向反射测量技术，相干光信号经光耦合器分送到光纤干涉仪的参考臂和信号臂。信号臂的回波信号(信号光)与参考臂的端面反射信号(参考光)经光电检测器相干混频。由于采用了频域分析和相干测量，光频域反射(OFDR)从原理上克服了OTDR在距离分辨能力上的不足，可将OTDR的距离分辨率提高3个数量级，基于OFDR的分布式光纤传感具有极高的距离分辨率，避免了平均效应，可实现高灵敏度的分布式测量,所以它是业界公认的新一代高精度分布式光纤传感技术。低相干光反射技术是一种低相干光迈克尔逊干涉测量技术，通过参考臂的扫描，实现分布式测量，具有微米量级的距离分辨率，但受限于机械扫描范围，可测量的距离范围非常有限，主要用于光学相干层析成像和光器件的检测，不适合光纤链路以及大尺度构件的测量，光频域反射仪是一种智能高端设备。现有的光频域反射技术在距离分辨率以及光频域反射技术在测量距离上的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于工业一体机的光频域反射仪，以解决上述
技术介绍
中提出现有的光频域反射技术在距离分辨率以及光频域反射技术在测量距离上的不足的问题。一种基于工业一体机的光频域反射仪，包括待测光纤、总体控制和光频域反射技术，所述待测光纤电性连接有环形器和辅助干涉仪，所述环形器和辅助干涉仪的输出端电性连接有差分吸收和双平衡吸收，所述差分吸收和双平衡吸收的输出端电性连接有模拟信号调理，所述模拟信号调理的输出端电性连接有非线性扫频校正和ADC，所述总体控制电性连接有非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理。优选的，所述激光频率控制的输出端电性连接有窄线宽扫频激光器。优选的，所述窄线宽扫频激光器与环形器和辅助干涉仪之间均为电性连接。优选的，所述总体控制与非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理之间均为双向连接。优选的，所述总体控制与非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理之间通过控制总线和数据总线相连接。优选的，所述光频域反射技术也是一种基于迈克尔逊干涉的测量技术，频率线性扫描的相干光信号经过迈克尔逊光纤干涉仪后分为参考光和信号光，因为光程的差异，参考光和回波信号光存在频率差，经光电检测器相干混频后，可通过频域分析来获得被测光纤的传递特性，进而测得其性能和故障情况。优选的，所述差分吸收和双平衡吸收之间为并联结构，差分吸收和双平衡吸收之间相互独立，所述非线性扫频校正、ADC之间为并联结构，非线性扫频校正、ADC之间相互独立。优选的，所述总体控制电性与非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理之间均为串联结构，总体控制电性用来控制非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号，总体控制电性对非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号的信号进行处理，处理完毕后将信息反馈给非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号。优选的，所述待测光纤电性与环形器和辅助干涉仪之间为串联结构，环形器和辅助干涉仪与差分吸收和双平衡吸收之间均为串联结构。优选的，所述数字信号处理由总体控制直接单独控制，同时数字信号处理与总体控制之间双向电性连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本基于工业一体机的光频域反射仪，从原理上克服了OTDR在距离分辨率以及OLCR在测量距离上的不足，可实现高距离分辨率、高灵敏度和中等距离的测量，基于工业一体机的光频域反射仪，主要用于中短距离专用光纤网络的故障检测，大尺度构件的健康性监测以及光纤偏振态耦合过程的分析和监测总体控制电性与非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理之间均为串联结构，总体控制电性用来控制非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号，总体控制电性对非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号的信号进行处理，处理完毕后将信息反馈给非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号，串联结构可以顺畅的完成总体控制电性用来控制非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号之间的信息传递，保证三者之间互不影响，保证反射仪正常运行，数字信号处理与总体控制之间双向电性连接，直接单独控制，没有复杂的中间程序，提高了控制效率，基于闭环反馈式激光线宽压缩和牵引式宽范围光频线性扫描的新方法，解决了长距离测量时分辨率有限的问题，可实现毫米量级距离分辨率、数公里距离范围的测量，满足了实际应用需求，基于I/Q光解调和希尔伯特变换的激光相噪和扫频非线性补偿技术，增强了系统的信噪比(SNR)，提高了OFDR的测量精度，基于平衡混频式偏振分集光外差相干检测技术，解决了相干光检测中的偏振敏感问题，提高了OFDR测量中的测量灵敏度。附图说明图1为本专利技术光频域反射仪的系统框原理图；图2为本专利技术光频域反射仪原理框图；图3为本专利技术OFDR实测曲线图；图4为本专利技术OFDR样机关键性能指标原理框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。一种基于工业一体机的光频域反射仪，包括待测光纤、总体控制和光频域反射技术，待测光纤电性连接有环形器和辅助干涉仪，环形器和辅助干涉仪的输出端电性连接有差分吸收和双平衡吸收，差分吸收和双平衡吸收的输出端电性连接有模拟信号调理，模拟信号调理的输出端电性连接有非线性扫频校正和ADC，总体控制电性连接有非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理，激光频率控制的输出端电性连接有窄线宽扫频激光器，窄线宽扫频激光器与环形器和辅助干涉仪之间均为电性连接，总体控制与非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理之间均为双向连接，总体控制与非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理之间通过控制总线和数据总线相连接，光频域反射技术也是一种基于迈克尔逊干涉的测量技术，频率线性扫描的相干光信号经过迈克尔逊光纤干涉仪后分为参考光和信号光，因为光程的差异，参考光和回波信号光存在频率差，经光电检测器相干混频后，可通过频域分析来获得被测光纤的传递特性，进而测得其性能和故障情况，所述差分吸收和双平衡吸收之间为并联结构，差分吸收和双平衡吸收之间相互独立，所述非线性扫频本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于工业一体机的光频域反射仪，包括待测光纤、总体控制和光频域反射技术，其特征在于，所述待测光纤电性连接有环形器和辅助干涉仪，所述环形器和辅助干涉仪的输出端电性连接有差分吸收和双平衡吸收，所述差分吸收和双平衡吸收的输出端电性连接有模拟信号调理，所述模拟信号调理的输出端电性连接有非线性扫频校正和ADC，所述总体控制电性连接有非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于工业一体机的光频域反射仪，包括待测光纤、总体控制和光频域反射技术，其特征在于，所述待测光纤电性连接有环形器和辅助干涉仪，所述环形器和辅助干涉仪的输出端电性连接有差分吸收和双平衡吸收，所述差分吸收和双平衡吸收的输出端电性连接有模拟信号调理，所述模拟信号调理的输出端电性连接有非线性扫频校正和ADC，所述总体控制电性连接有非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理。


2.根据权利要求1所述的一种基于工业一体机的光频域反射仪，其特征在于：所述激光频率控制的输出端电性连接有窄线宽扫频激光器。


3.根据权利要求1所述的一种基于工业一体机的光频域反射仪，其特征在于：所述窄线宽扫频激光器与环形器和辅助干涉仪之间均为电性连接。


4.根据权利要求1所述的一种基于工业一体机的光频域反射仪，其特征在于：所述总体控制与非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理之间均为双向连接。


5.根据权利要求1所述的一种基于工业一体机的光频域反射仪，其特征在于：所述总体控制与非线性扫频校正、ADC、激光频率控制和数字信号处理之间通过控制总线和数据总线相连接。


6.根据权利要求1所述的一种基于工业一体机的光频域反射仪，其特征在于：所述光频域反射技术也是一种基于迈克尔逊干涉的测量技术，频率线性扫描的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱俊，
申请(专利权)人：江苏骏龙光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32