一种可扩展的分布式光纤声波传感系统技术方案

本发明专利技术属于光纤传感技术领域，涉及一种可扩展的分布式光纤声波传感系统，包括：光学传感层、采集解调层和应用层，光学传感层，用于接收所述采集解调层的时钟分发信号，并根据所述时钟分发信号探测光纤中分布式瑞利背向散射信号；所述采集解调层，用于接收所述分布式瑞利背向散射信号，并对其进行解调和降采样，得到分布式相位信号；所述采集解调层处于连续解调模式，根据应用层指令将需要的数据上传到应用层；所述应用层，用于根据指令接收所述分布式相位信号，并对其进行相位修正和分析处理；所述应用层通过软件设置系统处于连续采集模式或者触发间断采集模式。其可以大大降低系统中的数据传输量，可以方便实现系统的扩展应用，系统采用三层结构，方便进行模块化和集成化制造。化制造。化制造。

【技术实现步骤摘要】
一种可扩展的分布式光纤声波传感系统


[0001]本专利技术涉及一种可扩展的分布式光纤声波传感系统，属于光纤传感


技术介绍

[0002]基于背向瑞利散射实现的分布式声波传感(Distributed fiber
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optic acoustic sensing，DAS)是光纤所独有的特性，可以在一根光纤上实现极高密度的采集而不用额外增加复杂结构，并且传感光缆在设计完成后可工业化规模生产，极大降低了工程制造的难度和成本，现场施工方法简单，长期稳定性好。近年来，DAS系统在油气开采监测和地震勘探等领域取得了越来越多的应用。随着应用规模的增大，对DAS系统的模块化、可扩展化等功能也提出了越来越高的要求。
[0003]现有的DAS系统通常采用一体式设计，即硬件层是固定的，无法直接进行扩展应用；现有DAS系统采集单元得到的数据直接传递给应用单元，数据量大，严重占用传输带宽；现有DAS系统只能工作在一种模式，例如只能工作在连续采集模式，如果要设置为触发间断采集模式，就需要修改硬件配置。
[0004]例如专利CN2107本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可扩展的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，包括：光学传感层、采集解调层和应用层光学传感层，用于接收所述采集解调层的时钟分发信号，并根据所述时钟分发信号探测光纤中分布式瑞利背向散射信号；所述采集解调层，用于接收所述分布式瑞利背向散射信号，并对其进行解调和降采样，得到分布式相位信号；所述采集解调层处于连续解调模式，根据应用层指令将需要的数据上传到应用层；所述应用层，用于根据指令接收所述分布式相位信号，并对其进行相位修正和分析处理；所述应用层通过软件设置系统处于连续采集模式或者触发间断采集模式。2.如权利要求1所述的可扩展的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述光学传感层包括一个或多个光学传感模块，所述光学传感模块包括光调制单元、光调理单元、环形器、光纤、光预放单元和光探测单元；所述光调制单元，用于产生脉冲光；所述光调理单元，用于对所述脉冲光进行光强放大和光频域滤波；所述环形器，用于将经过调理的脉冲光注入光纤中，并将光纤产生的背向散射光输入所述光预放单元；所述光纤，用于产生背向散射光；所述光预放单元，用于对所述背向散射光进行初步放大；所述光探测单元，用于将经过放大的背向散射光转化为电信号，并传输至所述采集解调层。3.如权利要求2所述的可扩展的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述光调制单元包括激光器和光调制器，所述激光器用于产生激光，所述光调制器用于接收采集解调层的时钟分发信号，并对所述激光进行调制，实现时钟和调制的同步。4.如权利要求1所述的可扩展的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述采集解调层包括一个或多个采集解调模块，所述采集解调模块包括：时钟分发单元、数据采集单元、控制解调单元和数据封装单元；所述时钟分发单元，用于向光学传感层发送时钟分发信号；所述数据采集单元，用于采集光学传感层的分布式瑞利背向散射信号，并将其发送至所述控制解调单元；所述控制解调单元，用于对所述分布式瑞利背向散射信号进行解调和降采样；所述数据封装单元，用于将经过控制解调单元处理的分布式相位信号进行数据封装并传送至所述应用层。5.如权利要求4所述的可扩展的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述采集解调层还包括第一指令收发单元和本地存储单元，所述第一指令收发单元用于接收所述应用层的指令，并将其传输至所述控制解调单元，所述控制解调单元根据所述指令将数据传输至所述本地存储单元进行存储，或者传输至所述应用层。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：何向阁，张敏，卢海龙，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：