【技术实现步骤摘要】
一种微分相干时域散射型分布式光纤振动传感方法及系统
本专利技术是一种微分相干时域散射型分布式光纤振动传感方法及系统,涉及分布式光纤传感
以及光学相干检测领域。
技术介绍
光纤传感技术是上世纪七八十年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的技术,它以激光为通信载体,光纤为通信媒质,感知和传输外界被测量信号的新型传感技术。光纤传感器具有测量灵敏度高、抗电磁干扰、抗辐射、耐高压、耐腐蚀、体积小、重量轻、适应恶劣环境等诸多优点,并且光纤元件本身既是探测元件又是传输元件,可以在光纤干线上连接许多光纤传感单元组成大范围的遥感系统,进行分布式监测与测量。分布式光纤传感技术可以连续测量沿光纤分布的物理量,并且可获得这些量的空间分布状态。大多数分布式传感技术主要用来测量一些静态量或缓变量,目前已近取得了很高的指标。但在气液管道监测、火灾报警和周界安防等应用场合,需要传感器可以探测和定位声音、振动等时变扰动。目前,分布式光纤振动传感技术主要有长距离干涉技术、相干光时域反射技术。基于长距尚干涉技术的分布式振动传感系统主要通过干涉仪的频率响应与扰动位置相关来实现振动的分布式测量,很难实现多点振动事件的检测和定位。相干时域散射型分布式光纤振动传感系统通过相干测量光脉冲在传感光纤中产生的背向散射光的相位变化来感知外界振动和定位,具有定位算法简单,可以实现多点振动事件的同时检测和定位。相干测量技术主要有两种:普通相干及微分相干。采用普通相干测量的方法,环境温度、压力等缓慢变化对振动的检测存在较大的影响。采用微分相干测量的方法,对环境温度、压力等缓慢变化不敏感,对突发事 ...
【技术保护点】
一种微分相干时域散射型分布式光纤振动传感方法,其特征在于,激光器(1)输出的脉冲光并由1×2光分路器(21)分成两个脉冲光,一个脉冲光经过一个延迟光纤(31),传输到第一3端口环形器(41)的1号端口(4101),经过第一3端口环形器(41)的2号端口(4102),传输到传感光缆(8)中的一根传感光纤(81)中,并在所述的一根传感光纤(81)中发生散射,产生的背向散射光,所述背向散射光以与所述的一根传感光纤(81)中的一个脉冲光传输方向相反的方向传输到所述的第一3端口环形器(41)的2号端口(4102),依次经过所述的第一3端口环形器(41)的3号端口(4103)以及偏振控制器(5)传输到2×1光合路器(22);另一个脉冲光经过直接传输到第二3端口环形器(42)的1号端口,经过第二3端口环形器(42)的2号端口(4202),传输到所述的传感光缆(8)中的另一根传感光纤(82)中,并在所述的另一根传感光纤(82)中发生散射,产生的背向散射光,所述背向散射光以与所述的另一根传感光纤(82)中的另一个脉冲光传输方向相反的方向传输到所述的第二3端口环形器(42)的2号端口(4202),依次经过 ...
【技术特征摘要】
1.一种微分相干时域散射型分布式光纤振动传感方法,其特征在于,激光器(I)输出的脉冲光并由1X2光分路器(21)分成两个脉冲光, 一个脉冲光经过一个延迟光纤(31),传输到第一 3端口环形器(41)的I号端口(4101),经过第一3端口环形器(41)的2号端口(4102),传输到传感光缆(8)中的一根传感光纤(81)中,并在所述的一根传感光纤(81)中发生散射,产生的背向散射光,所述背向散射光以与所述的一根传感光纤(81)中的一个脉冲光传输方向相反的方向传输到所述的第一 3端口环形器(41)的2号端口(4102),依次经过所述的第一 3端口环形器(41)的3号端口(4103)以及偏振控制器(5)传输到2X1光合路器(22); 另一个脉冲光经过直接传输到第二 3端口环形器(42)的I号端口,经过第二 3端口环形器(42)的2号端口(4202),传输到所述的传感光缆(8)中的另一根传感光纤(82)中,并在所述的另一根传感光纤(82)中发生散射,产生的背向散射光,所述背向散射光以与所述的另一根传感光纤(82)中的另一个脉冲光传输方向相反的方向传输到所述的第二 3端口环形器(42)的2号端口(4202),依次经过所述的第二 3端口环形器(42)的3号端口(4203),另一个延迟光纤(32)及相位调制器(6),传输到2X I光合路器(22); 两束背向散射光在2 X I光合路器(22 )的合束端口干涉后,传输到光电探测器(7 )。2.根据权利要求1所述的一种微分相干时域散射型分布式光纤振动传感方法,其特征在于,所述的一个延迟光纤(31)与另一个延迟光纤(32)的纤芯折射率相同,长度差AL与所述的激光器(I)的线宽Af满足如下关系: 3.一种微分相干时域散射型分布式光纤振动传感系统,其特征在于,包括:1X2光分路器(...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙小菡,潘超,朱辉,李明铭,叶红亮,赵澍慧,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:
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