基于相干光时域反射的振动检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于相干光时域反射的振动检测装置，属于振动检测领域。所述装置包括：测量光纤；用于提供N路波长各不相同的脉冲激光的脉冲激光产生模块；用于对N路脉冲激光进行复用的波分复用器；用于将复用后的脉冲激光输入测量光纤，并输出后向瑞利散射光的耦合模块；用于对耦合模块输出的后向瑞利散射光进行分离的第一解波分复用器；用于对分离出的瑞利散射光进行光电转换，得到N个电信号的N个光电探测器；用于采用电信号对振动进行定位的处理模块；波分复用器分别与脉冲激光产生模块和耦合模块电连接，耦合模块分别与测量光纤和第一解波分复用器电连接，第一解波分复用器通过N个光电探测器与处理模块电连接。从而提高了采样频率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
基于相干光时域反射的振动检测装置
本技术涉及振动检测领域，特别涉及一种基于相干光时域反射的振动检测装置。
技术介绍
COTDR (Coherent Optical Time-Domain Reflectometry,相干光时域反射)又被称为基于相干瑞利散射的光时域反射技术，该技术可以利用超窄线宽激光脉冲在测量光纤中发生的后向瑞利散射，检测测量光纤沿线出现的振动。目前，实现该技术的装置主要包括:脉冲产生单元、环行器、测量光纤和处理单元。其中，脉冲产生单元用于产生一个脉冲激光，并将产生的脉冲激光通过环行器的一个端口输入测量光纤，激光脉冲在测量光纤中传输，产生后向瑞利散射光，该后向瑞利散射光通过环行器的另一端口输出，处理单元根据环行器输出的后向瑞利散射光确定测量光纤沿线是否存在振动。在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:为了避免测量光纤中激光脉冲之间的相互干扰，需要保证测量光纤中始终只有一个激光脉冲存在，这导致采样频率低(即在一定时间内产生后向瑞利散射光的个数少)，因此根据采样定理，可能无法完整的采集到振动信号，导致振动检测的结果不够准。
技术实现思路
为了解决现有技术只允许测量光纤中只存在一个激光脉冲，导致信号采样频率低，能够检测到振动信号的频率低`的问题，本技术实施例提供了一种基于COTDR的振动检测装置。所述技术方案如下:本技术实施例提供了一种基于相干光时域反射的振动检测装置，所述装置包括:测量光纤；用于提供N路波长各不相同的脉冲激光，每一路所述脉冲激光中两个连续的脉冲的时间间隔均大于等于T，且不属于同一路所述脉冲激光的两个连续的脉冲之间的时间间隔小于T的脉冲激光产生模块，其中，T=2Ln/C, L为所述测量光纤的长度，C为真空光速，η为所述测量光纤纤芯折射率，Ν^2；用于对N路所述脉冲激光进行复用的波分复用器；用于将复用后的所述脉冲激光输入所述测量光纤，并输出复用后的所述脉冲激光在所述测量光纤中传输时产生的后向瑞利散射光的耦合模块；用于对所述耦合模块输出的所述后向瑞利散射光进行分离，产生N个波长各不相同的瑞利散射光的第一解波分复用器；用于对分离出的所述N个波长各不相同的瑞利散射光进行光电转换，得到N个电信号的N个光电探测器；用于采用所述电信号对振动进行定位的处理模块；所述波分复用器分别与所述脉冲激光产生模块和所述耦合模块电连接，所述耦合模块分别与所述测量光纤和所述第一解波分复用器电连接，所述第一解波分复用器通过N个所述光电探测器与所述处理模块电连接。在本技术实施例的一种实现方式中，每一路所述脉冲激光中两个连续的脉冲的时间间隔均等于T，且不属于同一路所述脉冲激光的两个连续的脉冲之间的时间间隔为T/N。在本技术实施例的另一种实现方式中，所述脉冲激光产生模块包括N个脉冲激光器。在本技术实施例的另一种实现方式中，所述脉冲激光产生模块包括:用于产生N路波长各不相同的连续激光的多波长激光器，N≥2 ;用于对所述多波长激光器产生的N路波长各不相同的连续激光进行分离的第二解波分复用器；用于在时序信号作用下，将N路所述连续激光转换为N路所述脉冲激光的N个声光调制器； 所述多波长激光器通过所述第二解波分复用器与N个所述声光调制器电连接。在本技术实施例的另一种实现方式中，所述多波长激光器为超窄线宽多波长激光器。在本技术实施例的另一种实现方式中，所述脉冲激光产生模块包括N个激光器以及与N个所述激光器分别电连接的N个声光调制器。在本技术实施例的另一种实现方式中，所述耦合模块为耦合器或环行器。在本技术实施例的另一种实现方式中，所述装置还包括:掺铒光纤放大器，所述掺铒光纤放大器设于所述波分复用器和所述耦合模块之间。本技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过产生N路波长各不相同的脉冲激光，每一路脉冲激光中连续两个脉冲的时间间隔大于等于T，且任意两个连续的属于不同路脉冲激光的脉冲之间的时间间隔小于T，由于N≥2，T=2Ln/C, L为测量光纤的长度，C为真空光速，η为测量光纤纤芯折射率，因此可以保证测量光纤中同时存在至少2个不同波长的脉冲传输，由于不同波长的脉冲同时在测量光纤中传输，不会产生干扰等现象，因此避免了现有技术只允许测量光纤中同时存在一个脉冲激光，导致信号采样频率低的问题，提高了振动信号采样频率，使得采样得到的振动信号更加完整。【附图说明】为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例一提供的基于COTDR的振动检测装置结构示意图；图2是本技术实施例二提供的基于COTDR的振动检测装置结构示意图；图3是本技术实施例二提供的测量光纤中脉冲激光时序图。【具体实施方式】为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本技术实施例提供了一种基于COTDR的振动检测装置，参见图1，该装置包括:测量光纤101 ；脉冲激光产生模块102，用于提供N路波长各不相同的脉冲激光，每一路脉冲激光中两个连续的脉冲的时间间隔大于等于T，且不属于同一路脉冲激光的两个连续的脉冲之间的时间间隔小于T，其中，T=2Ln/C, L为测量光纤的长度，C为真空光速，η为测量光纤纤芯折射率，N≥2 ;波分复用器103，用于对N路脉冲激光进行复用；耦合模块104，用于将复用后的脉冲激光输入测量光纤101，并输出复用后的脉冲激光在测量光纤101中传输时产生的后向瑞利散射光；第一解波分复用器105,用于对f禹合模块输出的后向瑞利散射光进行分离,产生N个波长各不相同的瑞利散射光；N个光电探测器106，用 于对分离出的N个波长各不相同的瑞利散射光进行光电转换，得到N个电信号；处理模块107，用于采用电信号对振动进行定位。其中，波分复用器103分别与脉冲激光产生模块102和耦合模块104电连接，耦合模块104分别与测量光纤101和第一解波分复用器105电连接，第一解波分复用器105通过N个光电探测器106与处理模块107电连接。本技术实施例通过产生N路波长各不相同的脉冲激光，每一路脉冲激光中连续两个脉冲的时间间隔大于等于Τ，且任意两个连续的属于不同路脉冲激光的脉冲之间的时间间隔小于Τ，由于N≥2，T=2Ln/C，L为测量光纤的长度，C为真空光速，η为测量光纤纤芯折射率，因此可以保证测量光纤中同时存在至少2个不同波长的脉冲传输，由于不同波长的脉冲同时在测量光纤中传输，不会产生干扰等现象，因此避免了现有技术只允许测量光纤中同时存在一个脉冲激光，导致信号采样频率低的问题，提高了振动信号采样频率，使得采样得到的振动信号更加完整。实施例二本技术实施例提供了一种基于COTDR的振动检测装置，参见图2，该装置包括:多波长激光器201、第二解波分复用器202、第一声光调制器203、第二声光调制器204、第三声光调制器205、波分复用器206、稱合模块207、第一解波分复用器208、第一光电探测器209、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于相干光时域反射的振动检测装置，其特征在于，所述装置包括：测量光纤；用于提供N路波长各不相同的脉冲激光，每一路所述脉冲激光中两个连续的脉冲的时间间隔均大于等于T，且不属于同一路所述脉冲激光的两个连续的脉冲之间的时间间隔小于T的脉冲激光产生模块，其中，T=2Ln/C，L为所述测量光纤的长度，C为真空光速，n为所述测量光纤纤芯折射率，N≥2；用于对N路所述脉冲激光进行复用的波分复用器；用于将复用后的所述脉冲激光输入所述测量光纤，并输出复用后的所述脉冲激光在所述测量光纤中传输时产生的后向瑞利散射光的耦合模块；用于对所述耦合模块输出的所述后向瑞利散射光进行分离，产生N个波长各不相同的瑞利散射光的第一解波分复用器；用于对分离出的所述N个波长各不相同的瑞利散射光进行光电转换，得到N个电信号的N个光电探测器；用于采用所述电信号对振动进行定位的处理模块；所述波分复用器分别与所述脉冲激光产生模块和所述耦合模块电连接，所述耦合模块分别与所述测量光纤和所述第一解波分复用器电连接，所述第一解波分复用器通过N个所述光电探测器与所述处理模块电连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于相干光时域反射的振动检测装置，其特征在于，所述装置包括: 测量光纤； 用于提供N路波长各不相同的脉冲激光，每一路所述脉冲激光中两个连续的脉冲的时间间隔均大于等于T，且不属于同一路所述脉冲激光的两个连续的脉冲之间的时间间隔小于T的脉冲激光产生模块，其中，T=2Ln/C, L为所述测量光纤的长度，C为真空光速，η为所述测量光纤纤芯折射率，Ν^2； 用于对N路所述脉冲激光进行复用的波分复用器； 用于将复用后的所述脉冲激光输入所述测量光纤，并输出复用后的所述脉冲激光在所述测量光纤中传输时产生的后向瑞利散射光的耦合模块； 用于对所述I禹合模块输出的所述后向瑞利散射光进行分离，产生N个波长各不相同的瑞利散射光的第一解波分复用器； 用于对分离出的所述N个波长各不相同的瑞利散射光进行光电转换，得到N个电信号的N个光电探测器； 用于采用所述电信号对振动进行定位的处理模块； 所述波分复用器分别与所述脉冲激光产生模块和所述耦合模块电连接，所述耦合模块分别与所述测量光纤和所述第一解波分复用器电连接，所述第一解波分复用器通过N个所述光电探测器与所述处理模块电连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金权，李香文，王飞，李东，刘素杰，赵锋，韩建强，田珍辉，厉宇，郭戈，费雪松，杨嵩，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司， 中国石油天然气管道局， 中国石油天然气管道通信电力工程总公司，
类型：新型
国别省市：北京;11