分布式光纤振动监测设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种分布式光纤振动监测设备。分布式光纤振动监测设备包括依次串联设置的激光源、第一声光调制器、掺铒光纤放大器、第二声光调制器和环行器，分布式光纤振动监测设备还包括传感光纤和数据采集卡，其中，环行器具有第一端口、第二端口和第三端口，第二声光调制器的输出端与环行器的第一端口连接，环行器的第二端口与传感光纤连接，环行器的第三端口与数据采集卡连接；第一声光调制器用于对激光源发射的光进行调制以产生第一光脉冲信号，第二声光调制器用于对第一光脉冲信号进行调制以产生第二光脉冲信号，第二光脉冲信号的载波频率小于或等于10MHz。通过本实用新型专利技术的技术方案能够降低原始光路的载波频率。新型的技术方案能够降低原始光路的载波频率。新型的技术方案能够降低原始光路的载波频率。

【技术实现步骤摘要】
分布式光纤振动监测设备


[0001]本技术涉及光纤传感
，具体而言，涉及一种分布式光纤振动监测设备。

技术介绍

[0002]分布式光纤振动监测设备，利用OTDR(即光时域反射仪)技术原理，对光纤中的脉冲光进行监测。当光纤受到扰动后，光脉冲的相位信息会出现变化(形成光程差)。通过相干探测采集到的光信号强度会发生改变。
[0003]脉冲光一般通过声光调制器(AOM)进行调制，声光调制器的载波频率一般是200MHz，根据奈奎斯特采样定律，为了完整采集信号，光电探测器的采样率至少为目标信号频率的2倍以上，实践中一般按1GHz计算。当实现2通道50km监测时，如果按1GHz采样率、100Hz光脉冲刷新频率进行采集，每秒钟的数据吞吐量为200MB。
[0004]现有设备由于实时采集数据量较大，导致光脉冲刷新频率不足，使得采集到的振动信号在低频空间出现混叠，引起了较高概率的漏报和误报情况。

技术实现思路

[0005]本技术的主要目的在于提供一种分布式光纤振动监测设备，通过分布式光纤振动监测设备能够降低原始光路的载波频率，提升光脉冲的刷新频率。
[0006]为了实现上述目的，本技术提供了一种分布式光纤振动监测设备，包括依次串联设置的激光源、第一声光调制器、掺铒光纤放大器、第二声光调制器和环行器，分布式光纤振动监测设备还包括传感光纤和数据采集卡，其中，环形器具有第一端口、第二端口和第三端口，第二声光调制器的输出端与环行器的第一端口连接，环行器的第二端口与传感光纤连接，环行器的第三端口与数据采集卡连接；第一声光调制器用于对激光源发射的光进行调制以产生第一光脉冲信号，第二声光调制器用于对第一光脉冲信号进行调制以产生第二光脉冲信号，第二光脉冲信号的载波频率小于或等于10MHz。
[0007]进一步地，第一声光调制器处于正移频工作状态，第二声光调制器处于负移频工作状态；或者，第一声光调制器处于负移频工作状态，第二声光调制器处于正移频工作状态。
[0008]进一步地，分布式光纤振动监测设备还包括第一支路和两个第二支路，第一支路的第一端与数据采集卡连接，两个第二支路的第一端均与第一支路的第二端连接，其中一个第二支路的第二端与第一声光调制器连接，另一个第二支路的第二端与第二声光调制器连接，以通过数据采集卡分别控制第一声光调制器和第二声光调制器输出的光信号。
[0009]进一步地，分布式光纤振动监测设备还包括：DDS信号发生器，设置在第一支路和第二支路之间的连接处；运算放大器，设置在第一支路上；数据采集卡通过运算放大器与DDS信号发生器连接。
[0010]进一步地，分布式光纤振动监测设备还包括延迟电缆；DDS信号发生器与第一声光
调制器之间设有延迟电缆；和/或，DDS信号发生器与第二声光调制器之间设有延迟电缆。
[0011]进一步地，分布式光纤振动监测设备还包括：第一驱动部，设置在DDS信号发生器和第一声光调制器之间；第二驱动部，设置在DDS信号发生器和第二声光调制器之间。
[0012]进一步地，分布式光纤振动监测设备还包括第一耦合器和第二耦合器；激光源与第一耦合器的输入端连接，第一耦合器的第一输出端与第一声光调制器连接，第一耦合器的第二输出端与第二耦合器的第一输入端连接；环行器的第三端口与第二耦合器的第二输入端连接，第二耦合器的输出端与数据采集卡连接。
[0013]进一步地，分布式光纤振动监测设备还包括电信号放大器，电信号放大器设置在第二耦合器和数据采集卡之间。
[0014]进一步地，分布式光纤振动监测设备还包括：光电探测器，设置在第二耦合器和电信号放大器之间；和/或，滤波器，设置在电信号放大器和数据采集卡之间。
[0015]进一步地，分布式光纤振动监测设备还包括：可变光衰减器，设置在第一耦合器和第二耦合器之间；和/或，光滤波器，设置在环行器的第三端口和第二耦合器之间。
[0016]应用本技术的技术方案，激光源用于产生一定波长的光并输出至第一声光调制器。第一声光调制器用于对激光源输入的光进行调制以产生合适带宽的第一光脉冲信号并输出至掺铒光纤放大器。掺铒光纤放大器用于对第一光脉冲信号进行功率放大并输出至第二声光调制器。第二声光调制器用于对功率放大后的第一光脉冲信号进行调制以产生合适带宽的第二光脉冲信号并输出至环行器。环行器用于将第二声光调制器输入的第二光脉冲信号传递至传感光纤中，并将传感光纤散射的光传递至数据采集卡。数据采集卡用于对环行器输入的光信号进行光电转换、采集和信号处理并输出至计算机单元进行算法处理。本技术的实施例中，通过设置串联的两个声光调制器(即第一声光调制器和第二声光调制器)，使依次经过第一声光调制器和第二声光调制器调制后的第二光脉冲信号的载波频率小于或等于10MHz，降低了原始光路的载波频率，提升了光脉冲的刷新频率。
附图说明
[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0018]图1示出了根据本技术的分布式光纤振动监测设备的实施例的线路图。
[0019]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0020]10、激光源；20、第一声光调制器；30、第二声光调制器；40、掺铒光纤放大器；50、环行器；60、传感光纤；70、数据采集卡；80、第一支路；90、第二支路；100、DDS信号发生器；110、运算放大器；120、延迟电缆；130、第一驱动部；140、第二驱动部；150、第一耦合器；160、第二耦合器；170、电信号放大器；180、光电探测器；190、滤波器；200、可变光衰减器；210、光滤波器；220、波分复用器；230、光隔离器；240、拉曼光纤放大器；250、延迟光纤；260、计算机单元。
具体实施方式
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
[0022]需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0023]在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本技术。
[0024]现有分布式光纤振动监测设备由于实时采集数据量较大，导致光脉冲刷新频率不足，使得采集到的振动信号在低频空间出现混叠，引起了较高概率的漏报和误报情况。
[0025]由于实时解调产生的数据量(即采集卡采样率)
×
监测距离(即采样点)
×
每秒刷新率(即振动监测带宽)是一个定值(存在上限)，而传统方案对采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式光纤振动监测设备，其特征在于，包括依次串联设置的激光源(10)、第一声光调制器(20)、掺铒光纤放大器(40)、第二声光调制器(30)和环行器(50)，所述分布式光纤振动监测设备还包括传感光纤(60)和数据采集卡(70)，其中，所述环行器(50)具有第一端口、第二端口和第三端口，所述第二声光调制器(30)的输出端与所述环行器(50)的第一端口连接，所述环行器(50)的第二端口与所述传感光纤(60)连接，所述环行器(50)的第三端口与所述数据采集卡(70)连接；所述第一声光调制器(20)用于对所述激光源(10)发射的光进行调制以产生第一光脉冲信号，所述第二声光调制器(30)用于对所述第一光脉冲信号进行调制以产生第二光脉冲信号，所述第二光脉冲信号的载波频率小于或等于10MHz。2.根据权利要求1所述的分布式光纤振动监测设备，其特征在于，所述第一声光调制器(20)处于正移频工作状态，所述第二声光调制器(30)处于负移频工作状态；或者，所述第一声光调制器(20)处于负移频工作状态，所述第二声光调制器(30)处于正移频工作状态。3.根据权利要求1或2所述的分布式光纤振动监测设备，其特征在于，所述分布式光纤振动监测设备还包括第一支路(80)和两个第二支路(90)，所述第一支路(80)的第一端与所述数据采集卡(70)连接，两个所述第二支路(90)的第一端均与所述第一支路(80)的第二端连接，其中一个所述第二支路(90)的第二端与所述第一声光调制器(20)连接，另一个所述第二支路(90)的第二端与所述第二声光调制器(30)连接，以通过所述数据采集卡(70)分别控制所述第一声光调制器(20)和所述第二声光调制器(30)输出的光信号。4.根据权利要求3所述的分布式光纤振动监测设备，其特征在于，所述分布式光纤振动监测设备还包括：DDS信号发生器(100)，设置在所述第一支路(80)和所述第二支路(90)之间的连接处；运算放大器(110)，设置在所述第一支路(80)上；所述数据采集卡(70)通过所述运算放大器(110)与所述DDS信号发生器(100)连接。5.根据权利要求4所述的分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆昊，吴明埝，陈青青，王雨生，杨洋，李田鸣，韩建星，卢伟，蔡玲玲，
申请(专利权)人：中天电力光缆有限公司，
类型：新型
国别省市：