[发明专利]采用弱反射FBG的分布式传感网络及其各FBG的精确定位方法

权利要求书

1.采用弱反射FBG的分布式传感网络，包括弱反射FBG阵列和定位系统，所述弱反射FBG阵列由串联在光路中的N个弱反射FBG组组成，每个所述FBG组中包括M个依次顺序布置的弱反射FBG，且每个FBG组中的M个所述弱反射FBG的中心反射波长均不相同，N≥2，M≥2，其特征在于：所述定位系统包括：

可调谐激光光源，设置在所述弱反射FBG阵列的始端，所述光路上设有参考反射点，所述可调谐激光光源依次发射与所述参考反射点及待扫描弱反射FBG中心波长相同的光脉冲；

全反射面，设置在所述弱反射FBG阵列的末端；

探测器，设置在所述弱反射FBG阵列的始端，探测所述参考反射点的直接反射时间t_n和间接反射时间t′_n，以及每个所述弱反射FBG的直接反射时间t_mi以及间接反射时间t′_mi，所述间接反射时间为相应波长的光脉冲透过所述参考反射点或相应的所述弱反射FBG并经全反射面、参考反射点或弱反射FBG、全反射面再次反射回探测器的时间；

计算单元，设置在所述FBG阵列的始端，根据计算公式得到第i组中反射波长为λ_m的弱反射FBG与参考反射点之间的距离d_mi-d_n，i＝1、……、N；式中，d_mi为第i组中反射波长为λ_m的弱反射FBG到所述弱反射FBG阵列始端的距离，d_n为所述参考反射点到所述弱反射FBG阵列始端的距离，c为光速。

2.如权利要求1所述的采用弱反射FBG的分布式传感网络，其特征在于：所述参考反射点为所述弱反射FBG阵列中的任意一个弱反射FBG或光路上的光纤接续点。

3.如权利要求1所述的采用弱反射FBG的分布式传感网络，其特征在于：所述探测器根据某一波长的光脉冲被N个FBG组中相应弱反射FBG反射的强度以及先后到达时间，获得N个FBG组中各相应弱反射FBG的直接反射时间和间接反射时间。

4.采用弱反射FBG的分布式传感网络中各弱反射FBG的精确定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

A10、在弱反射FBG阵列的末端设置全反射面，并选取参考反射点；

A20、在弱反射FBG阵列的始端依次发射与参考反射点以及每组所述弱反射FBG组中各弱反射FBG中心波长相同的光脉冲λ_m，并记录所述参考反射点的直接反射时间t_n和间接反射时间t′_n，以及第i个反射波长为λ_m的所述弱反射FBG的直接反射时间t_mi和间接反射时间t′_mi，所述间接反射时间为相应波长的光脉冲透过相应所述参考反射点或所述弱反射FBG并经全反射面、参考反射点或弱反射FBG、全反射面再次反射回探测器的时间；

A30、利用公式得到任意第i个反射波长为λ_m的所述弱反射FBG与参考反射点之间的距离d_mi-d_n，i＝1、……、N；式中，d_mi为第i个反射波长为λ_m的弱反射FBG到所述弱反射FBG阵列始端的距离，d_n为所述参考反射点到所述弱反射FBG阵列始端的距离，c为光速。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述参考反射点为所述弱反射FBG阵列中的任意一个弱反射FBG或光路上的光纤接续点。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：在步骤A20中，探测器根据波长λ_m的光脉冲被所述弱反射FBG阵列中相应弱反射FBG反射的强度以及先后到达时间，获得中心反射波长为λ_m的各弱反射FBG的直接反射时间和间接反射时间。