一种振动检测系统技术方案

本申请涉及一种振动检测系统，包括：激光器、声光调制器、双向通信单元、传感光纤、窄带滤波器、具有光电转换功能的转换单元、信号处理单元；所述激光器的输出端连接所述声光调制器的输入端，所述声光调制器的输出端连接所述双向通信单元的第一端，所述双向通信单元的第二端连接所述传感光纤；所述双向通信单元的第三端连接所述窄带滤波器的输入端，所述窄带滤波器的输出端连接所述转换单元的输入端，所述转换单元的输出端连接所述信号处理单元。本申请通过在双向通信单元的第三端连接窄带滤波器，从而过滤掉背向散射信号中的噪声，避免了由于光纤放大器带来的新的噪声的问题，提高背向散射信号的信噪比，从而提高整个系统的检测精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种振动检测系统


[0001]本申请实施例涉及光纤传感
，特别涉及一种振动检测系统。

技术介绍

[0002]目前，利用光纤感知物理量的变化已成为当今的一种主流技术，例如：利用光在光纤中传播时受外界振动影响下产生的光能量的变化来监测振动事件；该技术在建筑、石油管道、入侵监测等方面有着比较广泛的应用。现有技术中的相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)系统中，背向散射信号的信噪比较低，因此，为了扩大背向散射信号，提高信噪比，目前通常在转换单元前增加光纤放大器来对背向散射信号进行放大。
[0003]然而，光纤放大器也会放大背向散射信号中的噪声，且光纤放大器本身属于有源器件，在运行过程中会产生新的噪声，从而使得背向散射信号的信噪比并没有得到提高；另外，由于放大后背向散射信号的光功率较强，使得放大后的背向散射信号进入光纤后，容易引起非线性效应，即在光功率达到一定的强度后，会激发出其他的无效的信号，也会降低背向散射信号的信噪比，从而降低了整个Φ-OTDR系统检测的精度。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的主要目的在于提出一种振动检测系统，提高背向散射信号的信噪比，从而提高整个系统的检测精度。
[0005]为实现上述目的，本申请实施例提供了一种振动检测系统，包括：激光器、声光调制器、双向通信单元、传感光纤、窄带滤波器、具有光电转换功能的转换单元、信号处理单元；所述激光器的输出端连接所述声光调制器的输入端，所述声光调制器的输出端连接所述双向通信单元的第一端，所述双向通信单元的第二端连接所述传感光纤；所述双向通信单元的第三端连接所述窄带滤波器的输入端，所述窄带滤波器的输出端连接所述转换单元的输入端，所述转换单元的输出端连接所述信号处理单元；所述双向通信单元中信号的传输方向为：从所述双向通信单元的第一端传输到所述双向通信单元第二端，从所述双向通信单元的第二端传输至第三端。
[0006]本申请提出的振动检测系统，当传感光纤受到外界的振动时，传感光纤内传输的光的强度会发生变换，会引起背向散射信号的变化，由于背向散射信号通过双向通信单元的第二端传输至双向通信单元的第三端，因此，双向通信单元的第三端输出的背向散射信号也会发生变换，从而使得振动检测系统可以通过检测背向散射信号检测到外界振动的情况；本申请中，在双向通信单元的第三端连接窄带滤波器，采用窄带滤波器替换了相关技术中的光纤放大器，从而过滤掉背向散射信号中的噪声，避免了由于光纤放大器带来的新的噪声的问题，提高背向散射信号的信噪比，从而提高整个系统的检测精度。
附图说明
[0007]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说
明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0008]图1是根据本申请第一实施例中一种振动检测系统的电路结构示意图；
[0009]图2是根据本申请第一实施例中的双向通信单元的电路结构示意图；
[0010]图3是根据本申请第二实施例中一种振动检测系统的电路结构示意图；
[0011]图4是根据本申请第三实施例中一种振动检测系统的电路结构示意图；
[0012]图5是根据本申请第三实施例中的第二光纤分路单元的电路结构示意图；
[0013]图6是根据本申请第四实施例中一种振动检测系统的电路结构示意图；
[0014]图7是根据本申请第四实施例中的第三光纤分路单元的电路结构示意图；
[0015]图8是根据本申请第五实施例中一种振动检测系统的部分电路结构示意图；
[0016]图9是根据本申请第五实施例中一种振动检测系统两个相邻支路的拉曼合波器与拉曼放大器的电路结构示意图的电路结构示意图。
具体实施方式
[0017]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
[0018]本申请的第一实施例涉及一种振动检测系统，本实施例中的振动检测系统的电路结构示意图如图1所示，包括：激光器101、声光调制器102、双向通信单元103、传感光纤104、窄带滤波器105、具有光电转换功能的转换单元106、信号处理单元107。
[0019]具体地说，激光器101的输出端连接声光调制器102的输入端，声光调制器102的输出端连接双向通信单元103的第一端a，双向通信单元103的第二端b连接传感光纤104；双向通信单元103的第三端c连接窄带滤波器105的输入端，窄带滤波器105的输出端连接转换单元106的输入端，转换单元106的输出端连接信号处理单元107；双向通信单元103中信号的传输方向为：从双向通信单元103的第一端传输至双向通信单元103的第二端，从双向通信单元103的第二端传输至双向通信单元103的第三端。
[0020]具体地说，本实施例的振动检测系统的激光器101为生成光信号的器件，当激光器101生成光信号之后，光信号通过激光器101的输出端传输到声光调制器102，声光调制器102对光信号进行调制，例如通过声光调制器102可以调制光信号的相位；之后，调制后的光信号进入到双向通信单元103，并传输到传感光纤104，此过程为激光器101生成的光信号的传输路径，而背向散射信号的传输方向与该光信号的传输方向相反；因此，本申请在传感光纤104与声光调制器102之间加入了双向通信单元103，而根据双向通信单元103的功能特性，背向散射信号从双向通信单元103的第二端b向双向通信单元103的第三端c传输，从而使得背向散射信号可以通过双向通信单元103的第三端c传输至窄带滤波器105，窄带滤波器105可以过滤掉其他波长的噪声，提高背向散射信号的信噪比；最后，背向散射信号传输至转换单元106，转换单元106会将背向散射信号的光信号转换为电信号，从而输入至信号
处理单元107，供信号处理单元107对该电信号进行分析处理，从而得到外界的振动情况。
[0021]需要说明的是，背向散射信号是根据激光器101生成的光信号在传输过程中生成的，且与该光信号的传输路径相反；当传感光纤104受到外界的振动时，传感光纤104内传输的光的强度和相位会发生变化，同时也会引起背向散射信号的变化，因此，双向通信单元103的第三端c输出的背向散射信号也会发生变化，而使得振动检测系统可以通过检测背向散射信号检测到外界振动的情况；因此，本实施例通过在双向通信单元103的第三端c连接窄带滤波器105，采用窄带滤波器105替换了相关技术中的光纤放大器，从而过滤掉背向散射信号中的噪声，避免了由于光纤放大器带来的新的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种振动检测系统，其特征在于，包括：激光器、声光调制器、双向通信单元、传感光纤、窄带滤波器、具有光电转换功能的转换单元、信号处理单元；所述激光器的输出端连接所述声光调制器的输入端，所述声光调制器的输出端连接所述双向通信单元的第一端，所述双向通信单元的第二端连接所述传感光纤；所述双向通信单元的第三端连接所述窄带滤波器的输入端，所述窄带滤波器的输出端连接所述转换单元的输入端，所述转换单元的输出端连接所述信号处理单元；所述双向通信单元中信号的传输方向为：从所述双向通信单元的第一端传输到所述双向通信单元的第二端，从所述双向通信单元的第二端传输至所述双向通信单元的第三端。2.根据权利要求1所述的振动检测系统，其特征在于，所述转换单元还具有相干解调功能；所述振动检测系统还包括第一光纤分路单元；所述激光器的输出端通过所述第一光纤分路单元的第一输出端连接至所述声光调制器的输入端；所述激光器的输出端还通过所述第一光纤分路单元的第二输出端连接至所述转换单元的输入端。3.根据权利要求1所述的振动检测系统，其特征在于，所述振动检测系统还包括：第二光纤分路单元；所述声光调制器的输出端连接所述第二光纤分路单元的输入端，所述第二光纤分路单元包括N个输出端，所述双向通信单元、所述传感光纤、所述窄带滤波器、所述转换单元的数量均为N；N为大于或等于2的自然数；所述第二光纤分路单元的N个输出端与N个所述双向通信单元的第一端一一对应连接，N个所述双向通信单元的第二端与N个所述传感光纤一一对应连接；N个所述双向通信单元的第三端与N个所述窄带滤波器的输入端一一对应连接，N个所述窄带滤波器的输出端与接N个所述转换单元的输入端一一对应连接；N个所述转换单元的输出端连接至所述信号处理单元。4.根据权利要求3所述的振动检测系统，其特征在于，所述转换单元还具有相干解调功能；所述振动检测系统还包括：第一光纤分路单元、第三光纤分路单元；所述激光器的输出端通过所述第一光纤分路单元的第一输出端连接所述声光调制器的输入端；所述激光器的输出端还通过所述第一光纤分路单元的第二输出端连接所述第三光纤分路单元的输入端，所述第三光纤分路单元包括N个输出端；第三光纤分路单元的N个输出端与N个所述转换单元的输入端一一对应连接。5.根据权利要求4所述的振动检测系统，其特征在于，所述第二光纤分路单元包括第一光纤分路器...

【专利技术属性】
技术研发人员：任广，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：