一种分布式光纤传感器及其信息解调方法，该光纤传感器的结构包括光源，光纤耦合器，声光调制器，声光调制器驱动电源，环形器，平衡探测器，数据采集卡和计算机。所述的光源是光纤激光器，线宽在KHz量级。平衡探测器将接收到的瑞利散射光信号与本地光的拍频信号转化为电流信号，通过数据采集卡转化为数字信号，在计算机中进行数字信号处理。本发明专利技术采用数字相干检测技术来接收相位敏感光时域反射计的瑞利信号，解调出了瑞利信号的相位和幅度，实现了对扰动信息的位置，频率，强度的同时探测。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤传感器，特别是一种。
技术介绍
相位敏感光时域反射计(简称为(t-OTDR)是一种新型的分布式光纤传感器，在对沿光纤线路范围内的入侵进行远程和实时动态的安全监测方面具有传统的传感器所不能替代的优势。4-0TDR采用窄线宽和极小频率漂移的激光器作为光源，通过探测脉冲宽度区域内后向瑞利散射光的干涉信号而获得扰动信号，并通过回波时间对事件定位。基于小-OTDR的分布式光纤传感不仅具有抗电磁干扰、抗腐蚀、灵敏度高等特点，而且具有隐蔽性好、定位精度高、数据处理简单等优点，特别适合于天然气、石油管道等安全监控和民用设施如桥梁、大型建筑等土木工程的健康监控。目前，基于(t-OTDR的分布式入侵传感系统的传感距离已经达到19千米，空间分辨率为 5 米的精度(在先技术 :“Field test of a distributed fiber-opticintrusion sensor system for long perimeters，，, Appl. Opt. 46,1968-1971, 2007)。然而已经报道的这类系统多采用的直接探测的方法，只能定性测量发生扰动的位置，无法定量测量扰动的频率，强度等信息。基于直接检测的P-OTDR技术虽然可以实现分布式的入侵位置探测的目的，但是却无法测量伴随入侵的频率信息和强度信息，因而只能发现入侵，却无法有效识别不同性质的入侵者，因此应用环境受限制。
技术实现思路
针对以上技术的局限性,本专利技术的目的在于提供一种，该装置不仅实现了分布式的入侵位置探测，而且通过对返回光电探测器的瑞利信号的相位和幅度解调，可获得入侵者的频率信息和强度信息。本专利技术的技术解决方案如下—种分布式光纤传感器，特点在于其构成结构包括线宽为KHz量级的光纤激光器、第一光纤耦合器、声光调制器、声光调制器驱动电源、环形器、传感光纤、第二光纤耦合器、平衡探测器、数据采集卡和计算机，上述部件的位置关系如下通过光纤将所述的光纤激光器的输出端与第一光纤耦合器的输入端连接，第一光纤率禹合器的第一输出端口与声光调制器的光输入端连接，该声光调制器的光输出端口接环形器的第一端口，该环形器的第二端口接所述的传感光纤，该环形器的第三端口接第二光纤耦合器的第一输入端，所述的第一光纤耦合器的第二输出端口接所述的第二光纤耦合器的第二输入端，该第二光纤耦合器的第一输出端和第二输出端分别接所述的平衡探测器第一输入端、第二输入端，该平衡探测器的输出端经数据采集卡与所述的计算机的输入端相连，所述的声光调制器的调制端接声光调制器驱动电源。所述的第一光纤稱合器为I : 99的光纤稱合器,该稱合器起到分光的作用,将光源发出的连续光分成两路，99 %的光作为种子光，I %的光作为本地光。利用权上述的光纤传感器进行入侵探测的信息解调方法，其特点在于该方法的步骤如下I)启动启动光纤传感器，由光纤激光器发出的连续光经过第一光纤耦合器分光后，种子光进入声光调制器，被移频后斩波成为重复频率为R，脉宽为L的光脉冲,一次探测中，声光调制器共发出m个脉冲，光脉冲经过环形器依次注入到传感光纤中；2)相干检测光脉冲在传感光纤中传播时将引起后向的瑞利散射光，一个脉冲所产生的瑞利散射光在t时刻从环形器的第三端口输出，表不为权利要求1.一种分布式光纤传感器,特征在于其构成结构包括线宽为KHz量级的光纤激光器(I)、第一光纤耦合器(2)、声光调制器(3)、声光调制器驱动电源(4)、环形器(5)、传感光纤(6)、第二光纤耦合器(7)、平衡探测器(8)、数据采集卡(9)和计算机(10)，上述部件的位置关系如下 通过光纤将所述的光纤激光器(I)的输出端与第一光纤I禹合器(2)的输入端(201)连接，第一光纤I禹合器(2)的第一输出端口(202)与声光调制器(3)的光输入端连接,该声光调制器(3)的光输出端口接环形器(5)的第一端口(501)，该环形器(5)的第二端口(502)接所述的传感光纤(6),该环形器(5)的第三端口(503)接第二光纤I禹合器(7)的第一输入端(701)，所述的第一光纤耦合器(2)的第二输出端口(203)接所述的第二光纤耦合器(7)的第二输入端(702),该第二光纤f禹合器(7)的第一输出端(703)和第二输出端(704)分别接所述的平衡探测器(8)第一输入端(801)、第二输入端(802)，该平衡探测器(8)的输出端经数据采集卡(9)与所述的计算机(10)的输入端相连，所述的声光调制器(3)的调制端接声光调制器驱动电源(4)。2.根据权利要求I所述的分布式光纤传感器，其特征在于所述的第一光纤耦合器为I 99的光纤耦合器，该耦合器起到分光的作用，将光源发出的连续光分成两路，99%的光作为种子光，I %的光作为本地光。3.利用权利要求I所述的分布式光纤传感器进行入侵探测的信息解调方法，其特征在于该方法的步骤如下 1)启动 启动光纤传感器，由光纤激光器(I)发出的连续光经过第一光纤耦合器(2)分光后，种子光进入声光调制器(3)，被移频后斩波成为重复频率为R，脉宽为L的光脉冲，一次探测中，声光调制器共发出m个脉冲，光脉冲经过环形器(5)依次注入到传感光纤￠)中； 2)相干检测 光脉冲在传感光纤中传播时将引起后向的瑞利散射光。一个脉冲所产生的瑞利散射光在t时刻从环形器(5)的第三端口(503)输出，表示为全文摘要一种分布式光纤传感器及其信息解调方法，该光纤传感器的结构包括光源，光纤耦合器，声光调制器，声光调制器驱动电源，环形器，平衡探测器，数据采集卡和计算机。所述的光源是光纤激光器，线宽在KHz量级。平衡探测器将接收到的瑞利散射光信号与本地光的拍频信号转化为电流信号，通过数据采集卡转化为数字信号，在计算机中进行数字信号处理。本专利技术采用数字相干检测技术来接收相位敏感光时域反射计的瑞利信号，解调出了瑞利信号的相位和幅度，实现了对扰动信息的位置，频率，强度的同时探测。文档编号G01D5/353GK102628698SQ20121009983公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日专利技术者叶青, 周俊, 梁可桢, 潘政清, 蔡海文 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：梁可桢，潘政清，蔡海文，叶青，周俊，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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