[发明专利]光纤分布式扰动传感器及其扰动定位方法

权利要求书

1.一种光纤分布式扰动传感器，其特征在于，包括：

双迈克尔逊干涉仪，具有用于得到第一受扰动干涉信号的第一迈克尔逊干涉光路、以及用于得到第二受扰动干涉信号的第二迈克尔逊干涉光路，所述第一和第二迈克尔逊干涉光路中的反射镜均为旋转角角度范围为40°～50°的法拉第旋光镜；

预处理模块，与所述双迈克尔逊干涉仪的输出端连接，用于分别对所述第一受扰动干涉信号和第二受扰动干涉信号进行预处理，以得到所述第一受扰动干涉信号和第二受扰动干涉信号中的相位信息；

频谱分析模块，用于分别对经过预处理的第一受扰动干涉信号和第二受扰动干涉信号进行频谱分析；

扰动定位模块，用于通过所述经过频谱分析的第一受扰动干涉信号和第二受扰动干涉信号得到扰动位置。

2.如权利要求1所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述双迈克尔逊干涉仪包括：

激光器，用于提供光源；

调制器，连接于所述激光器的输出端，用于对所述光源进行调制产生脉冲光；

第一耦合器，分别连接所述调制器的输出端、探测器的输入端、传感臂和参考臂；

传感臂，设有第二耦合器和第三耦合器，并且远离所述第一耦合器的端口处设有第一法拉第旋光镜，所述第二和第三耦合器之间分别连接有第一光纤和第二光纤，所述第一光纤和第二光纤之间具有与所述脉冲光的脉冲周期对应的长度差；

参考臂，设有第二延迟光纤环，并且远离所述第一耦合器的端口处设有第二法拉第旋光镜；

探测器，用于接收受扰动的干涉信号；

其中，所述第一迈克尔逊干涉光路包括具有第一光纤的传感臂；所述第二迈克尔逊干涉光路包括具有第二光纤的传感臂；所述第一和第二迈克尔逊干涉光路共用同一个参考臂和探测器。

3.如权利要求2所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述第一光纤上设有第一延迟光纤环以构成所述第一和第二光纤之间的长度差；所述第一延迟光纤环的长度大于所述激光器的相干长度，第一延迟光纤环与第二延迟光纤环的长度差、以及所述第二延迟光纤环的长度均小于激光器的相干长度。

4.如权利要求1所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述双迈克尔逊干涉仪包括：

激光器，用于提供光源；

第四耦合器，连接于所述激光器的输出端，用于对所述光源进行分束；

第五耦合器，分别连接所述第四耦合器的输出端、第一探测器的输入端、第一传感臂和第一参考臂；

第一传感臂，远离所述第五耦合器的端口处设有第三法拉第旋光镜；

第一参考臂，远离所述第五耦合器的端口处设有第四法拉第旋光镜；

第一探测器，用于接收所述第一受扰动干涉信号；

第六耦合器，分别连接所述第四耦合器的输出端、第二探测器的输入端、第二传感臂和第二参考臂；

第二传感臂，远离所述第六耦合器的端口处设有第五法拉第旋光镜；

第二参考臂，远离所述第六耦合器的端口处设有第六法拉第旋光镜；

第二探测器，用于接收受所述第二受扰动干涉信号；

其中所述第一传感臂和第二传感臂之间具有长度差、和/或所述第一传感臂上所述扰动发生的位置到所述第五耦合器的光程与所述第二传感臂上所述扰动发生的位置到所述第六耦合器的光程之间具有光程差。

5.如权利要求4所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述第一传感臂上设有第三延迟光纤环以构成所述第一传感臂和第二传感臂之间的长度差。

6.如权利要求4所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，由所述第五耦合器、第一传感臂、第一参考臂和第一探测器构成的第一迈克尔逊干涉光路与由所述第六耦合器、第二传感臂、第二参考臂和第二探测器构成的第二迈克尔逊干涉光路相互成反光路设置，以得到所述的光程差。

7.一种应用权利要求1-6项中任一项所述的光纤分布式扰动传感器的扰动定位方法，其特征在于，包括：

S1：通过所述双迈克尔逊干涉仪分别获得第一受扰动干涉信号和第二受扰动干涉信号；

S2：分别对所述第一受扰动干涉信号和第二受扰动干涉信号进行预处理，得到所述第一受扰动干涉信号和第二受扰动干涉信号中的相位信息；

S3：分别对经过所述预处理的第一受扰动干涉信号和第二受扰动干涉信号进行频谱分析；

S4：对所述第一受扰动干涉信号和第二受扰动干涉信号的频谱分析结果进行反解处理得到扰动位置信息。