一种超长距离分布式光纤振动传感系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及光纤传感技术领域，提供了一种超长距离分布式光纤振动传感系统和方法。系统中第一泵浦单元和光发射机分别与第一泵浦信号合波器两个信号端口耦合后，所述第一泵浦信号合波器是输出端和光接收机，以及第一传输光纤分别设置在第一环形器的相应三个端口上；所述第一传输光纤以正向方式与所述无源光放大单元中的第一掺铒光纤耦合；所述第二泵浦单元经由第二传输光纤以逆向方式或者正向方式与所述无源光放大单元中的第一掺铒光纤耦合。本发明专利技术提出的超长距离分布式光纤振动传感系统可继续提升传感距离50km以上，从而实现超100km长度分布式振动传感。

【技术实现步骤摘要】
一种超长距离分布式光纤振动传感系统和方法
本专利技术涉及光纤传感
，特别是涉及一种超长距离分布式光纤振动传感系统和方法。
技术介绍
随着信息技术和自动化技术的发展，传感器技术已成为重要的基础性技术。与传统分立式传感技术相比，全分布式光纤传感技术具有光纤传感器绝缘、抗电磁场干扰、损耗低、抗腐蚀、体小易埋入等独特的优势，同时全分布式光纤传感技术因不需制作分立式传感器(只需借助于光纤)并可同时测量获得沿光纤路径上的时间和空间连续分布信息，完全克服了点式传感器(如光纤光栅传感器)难以对被测场进行全方位连续监测的缺陷，且具有损耗低、信号数据可多路传输等传统传感器所不具备的优越性能，因而在能源、电力、航空航天、建筑、通信、交通、安防、军事等诸多领域的故障诊断及事故预警中显示出十分诱人的应用前景。φOTDR（phase-sensitiveopticaltimedomainreflectometry）是一种全分布式光纤传感技术，主要用于分布式光纤振动传感领域。基于当前的分布式光纤振动传感技术，在无掺铒光纤放大器（ErbiumDopedFiberA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超长距离分布式光纤振动传感系统，其特征在于，系统包括光发射机（1）、光接收机（2）、第一泵浦信号合波器（3）、第一环形器（4）、第一传输光纤（5）、无源光放大单元（6）、第一泵浦单元（7）和第二泵浦单元（8）；/n所述第一泵浦单元（7）和光发射机（1）分别与第一泵浦信号合波器（3）两个信号端口耦合后，所述第一泵浦信号合波器（3）的公共端口和光接收机（2），以及第一传输光纤（5）分别设置在第一环形器（4）的相应三个端口上；/n所述第一传输光纤（5）以正向方式与所述无源光放大单元（6）中的第一掺铒光纤（23）耦合；所述第二泵浦单元（8）经由第二传输光纤（10）以逆向方式或者正向方式与所述无...

【技术特征摘要】
1.一种超长距离分布式光纤振动传感系统，其特征在于，系统包括光发射机（1）、光接收机（2）、第一泵浦信号合波器（3）、第一环形器（4）、第一传输光纤（5）、无源光放大单元（6）、第一泵浦单元（7）和第二泵浦单元（8）；
所述第一泵浦单元（7）和光发射机（1）分别与第一泵浦信号合波器（3）两个信号端口耦合后，所述第一泵浦信号合波器（3）的公共端口和光接收机（2），以及第一传输光纤（5）分别设置在第一环形器（4）的相应三个端口上；
所述第一传输光纤（5）以正向方式与所述无源光放大单元（6）中的第一掺铒光纤（23）耦合；所述第二泵浦单元（8）经由第二传输光纤（10）以逆向方式或者正向方式与所述无源光放大单元（6）中的第一掺铒光纤（23）耦合；
其中，所述第一传输光纤（5）和第二传输光纤（10）长度满足预设的长度。


2.根据权利要求1所述的超长距离分布式光纤振动传感系统，其特征在于，所述满足预设的长度，具体为：
第一传输光纤（5）和第二传输光纤（10）的线路长度相同，由Ppump为第一泵浦单元（7）的泵浦光功率在抵消残余泵浦功率值后得到第一参数，泵浦光的损耗系数和信号光损耗系数的差值结果在补偿信号光的衰减系数后得到第二参数；线路长度由所述第一参数与第二参数的比值得到。


3.根据权利要求1所述的超长距离分布式光纤振动传感系统，其特征在于，所述第一泵浦单元（7）的泵浦光波长范围为1460nm-1475nm；第二泵浦单元（8）的泵浦光波长范围为1475nm-1490nm；
其中，正向传输信号和反向传感信号的波长相同，波长范围为1540nm-1570nm。


4.根据权利要求1所述的超长距离分布式光纤振动传感系统，其特征在于，还包括第三泵浦单元（9）通过第三传输光纤（11）传输，将经过第三传输光纤（11）传输后的残余泵浦光输入进无源光放大单元（6）；
其中，所述第三传输光纤（11）按照所述预设的长度设定。


5.根据权利要求4所述的超长距离分布式光纤振动传感系统，其特征在于，所述预设的长度，具体为：
第一传输光纤（5）、第二传输光纤（10）和第三传输光纤的线路长度相同，由Ppump为第一泵浦单元（7）的泵浦光功率在抵消1/2的残余泵浦功率值后得到第一参数，泵浦光的损耗系数和信号光损耗系数的差值结果在补偿信号光的衰减系数后得到第二参数；线路长度由所述第一参数与第二参数的比值得到。


6.根据权利要求4所述的超长距离分布式光纤振动传感系统，其特征在于，所述光无源放大单元还包括第二环形器（21）、第二泵浦信号合波器（22）、第三泵浦信号合波器（24）和第三环形器（25）；
所述第二环形器（21）的三个端口分别与第一传输光纤（5）、第二泵浦信号合波器（22）的信号端口和第三环形器（25）耦合；
所述第二泵浦信号合波器（22）的另一个信号端口与第三传输光纤（11）耦合，第二泵浦信号合波器（22）的公共端口与所述第一掺铒光纤（23）的一端耦合；
所述第三泵浦信号合波器（24）的两个信号端口分别与第二传输光纤（10）和第三环形器（25）耦合，第三泵浦信号合波器（24）的公共端口与所述第一掺铒光纤（23）的另一端耦合；
其中，所述第二环形器（21）和第三环形器（25）之间的光耦合通路用于传输逆向的光检测信号。


7.根据权利要求4所述的超长距离分布式光纤振动传感系统，其特征在于，所述无源光放大单元（6）还包括第二环形器（21）、第二泵浦信号合波器（22）、第二掺铒光...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐健，张小娇，徐子雅，夏晓文，喻杰奎，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42