一种基于拉曼和遥泵放大的超长距离BOTDR传感系统及信号采集方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于拉曼和遥泵放大的超长距离BOTDR传感系统及信号采集方法，涉及光纤信号测量技术领域。本发明专利技术的技术要点包括：所述超长距离BOTDR传感系统包括激光器、光纤耦合器、脉冲源、第一电光调制器、偏振控制器、第一掺饵光纤放大器、环形器、拉曼放大器、波分复用器、待测光纤、掺铒光纤、第二电光调制器、微波调制器、光衰减器、第二掺饵光纤放大器、第二环形器、光纤光栅滤波器、四端口耦合器、平衡探测器、滤波/检波器和数据采集卡。本发明专利技术采用拉曼放大和遥泵技术实现超长距离传感，采用无源中继方案，便于在超长距离监测领域实现；在同等传感距离下，能够实现更高的空间分辨率。间分辨率。间分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于拉曼和遥泵放大的超长距离BOTDR传感系统及信号采集方法


[0001]本专利技术涉及光纤信号测量
，具体涉及一种基于拉曼和遥泵放大的超长距离BOTDR传感系统及信号采集方法。

技术介绍

[0002]布里渊光时域反射计(Brillouin optical time
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domain reflectometer，BOTDR)利用光纤中的自发布里渊散射光的频移变化量与温度和应变变化的线性关系实现分布式的温度和应变传感，具有测量距离长、探测灵敏度高、本征安全、抗电磁辐射、传感端无需供电、单端注入以及结构简单等优势，已广泛应用于电力线、油气管线以及大型基础设施监测等领域。
[0003]目前商用BOTDR的最长测量距离为百公里，然而在长距离监测中，尤其是架空输电线，由于在电力骨干通信网中约45％的网络中继段光缆长度超过200km，现有测量水平下，即使是双端同时测量也将约一般比例的光缆无法实现全程应变测量，限制了该技术在电力领域的大规模应用。由于自发布里渊散射信号微弱，导致传感距离受限，使用常规增大入纤光功率的方式可在一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于拉曼和遥泵放大的超长距离BOTDR传感系统，其特征在于，包括：激光器(1)、光纤耦合器(2)、脉冲源(3)、第一电光调制器(4)、偏振控制器(5)、第一掺饵光纤放大器(6)、环形器(7)、拉曼放大器(8)、波分复用器(9)、待测光纤(10)、掺铒光纤(11)、第二电光调制器(12)、微波调制器(13)、光衰减器(14)、第二掺饵光纤放大器(15)、第二环形器(16)、光纤光栅滤波器(17)、四端口耦合器(18)、平衡探测器(19)、滤波/检波器(20)和数据采集卡(21)；其中，激光器(1)的光信号输出端与光纤耦合器(2)的光信号输入端连通，光纤耦合器(2)的两个光信号输出端分别同时与第一电光调制器(4)的光信号输入端和第二电光调制器(12)的输入端连通，第一电光调制器(4)由脉冲源(3)驱动，第一电光调制器(4)的输出端与偏振控制器(5)的输入端连通，偏振控制器(5)的输出与第一掺饵光纤放大器(6)连通，第一掺饵光纤放大器(6)的输出端与第一环形器(7)的第一光信号端口(7
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1)连通，第一环形器的第二端口(7
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2)与波分复用器(9)的第一端口连通，拉曼放大器(8)的输出端与波分复用器(9)的第二端口连通，波分复用器(9)的第三端口与一个待测光纤(10)连通，两个待测光纤(10)之间连接一个掺饵光纤(11)；第一环形器(7)的第三端口(7
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3)与第二掺饵光纤放大器(15)的输入端口连通，第二掺饵光纤放大器(15)的输出端口与第二环形器(16)的第一端口(16
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1)连通，第二环形器(16)的第二端口(16
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2)与光纤光栅滤波器(17)连通，第二环形器(16)的第三端口(16
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3)与四端口耦合器(18)的第一端口连通；第二电光调制器(12)由微波调制器(13)驱动，第二电光调制器(12)的输出端口与光衰减器(14)的输入端口连通，光衰减器(14)的输出端口与四端口耦合器(18)的第二端口连通，四端口耦合器(18)的三、四端口与平衡探测器(19)的两个输入端口连通，平衡探测器(19)的输出端口与滤波检波器(20)连通，滤波/检波器(20)的输出端与数据采集卡(21)的电信号输入端连通。2.根据权利要求1所述的一种基于拉曼和遥泵放大的超长距离BOTDR传感系统，其特征在于，所述激光器(1)的输出功率范围为200mW～300mW，波长范围为1549～1551nm。3.根据权利要求1所述的一种基于拉曼和遥泵放大的超长距离BOTDR传感系统，其特征在于，所述光纤耦合器(2)的耦合比为95:5或90:10或80:20或70:30。4.根据权利要求1所述的一种基于拉曼和遥泵放大的超长距离BOTDR传感系统，其特征在于，所述拉曼放大器(8)的输出光功率范围为300mW
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800mW，中心波长范围为1450nm～1480nm。5.根据权利要求1所述的一种基于拉曼和遥泵放大的超长距离BOTDR传感系统，其特征在于，所述光纤光栅滤波器(17)的中心波长为1550nm，带宽为0.1nm。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：董永康，姜桃飞，夏猛，郑福生，王颖，张书林，李灿，尚立，张合明，魏肖明，段志勇，
申请(专利权)人：国家电网有限公司信息通信分公司国网河北省电力有限公司信息通信分公司，
类型：发明
国别省市：