[发明专利]多点扰动定位方法、光纤分布式扰动传感器

权利要求书

1.一种多点扰动定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：分别对接收到的两干涉信号进行隔直操作以去掉两干涉信号中的直流项和低频干扰项，所述两干涉信号中均包括扰动信号；

S2：对所述两干涉信号分别进行移相90°的操作，并分别利用移相90°的信号除以原干涉信号，得到相除后的两干涉信号；

S3：从步骤S2之后的两干涉信号中分别提取出三角函数内的相位信息；

S4：对提取后的两干涉信号进行高通滤波操作以滤除相位缓变的干扰信号；

S5：对高通滤波后的两干涉信号分别进行三角变换、频谱分析并分类讨论以得到扰动位置。

2.如权利要求1所述的多点扰动定位方法，其特征在于，所述步骤S1中，隔直操作后还包括步骤：分别获取两干涉信号的光强与可见度信息并消除干涉信号可见度变化，并对所述两干涉信号经过放大、滤波调理，以抑制噪声和干扰。

3.如权利要求1所述的多点扰动定位方法，其特征在于，所述步骤S2中采用希尔伯特变换将所述两干涉信号移相90°。

4.如权利要求1所述的多点扰动定位方法，其特征在于，所述步骤S3中采用三角函数相位提取算法或PGC调制算法从两干涉信号中分别提取出三角函数内的相位信息。

5.如权利要求1～4中任一项所述的多点扰动定位方法，其特征在于，所述步骤S5中分类讨论以得到扰动位置的过程具体如下：

通过经过频谱分析的两干涉信号相位谱的比对寻找多点扰动中不同频率成分分量的频率值，再根据这些频率值对应于经过频谱分析的两干涉信号的幅值谱的商联立方程组，从而反解出多点扰动的位置信息。

6.一种光纤分布式扰动传感器，其特征在于，包括：光源、第一分光耦合设备、光接收装置、第一迈克尔逊干涉仪及第二迈克尔逊干涉仪，所述光源通过光纤连接所述第一分光耦合设备，所述第一分光耦合设备分别通过光纤分别连接所述第一迈克尔逊干涉仪和第二迈克尔逊干涉仪，所述第一迈克尔逊干涉仪和第二迈克尔逊干涉仪通过光纤分别连接光接收装置，所述光接收装置用于接收光源发出的光通过第一迈克尔逊干涉仪和第二迈克尔逊干涉仪后返回的光信号。

7.如权利要求6所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述第一迈克尔逊干涉仪包括：光纤延迟环、第一法拉第旋光镜、第二法拉第旋光镜及与所述第一分光耦合设备连接的第二分光耦合设备，所述第二分光耦合设备的一侧通过光纤分别连接第一法拉第旋光镜和第二法拉第旋光镜，另一侧连接所述光接收装置，所述第二分光耦合设备用于使第一法拉第旋光镜反射的光信号和第二法拉第旋光镜反射的光信号干涉，并将干涉后的信号传输给所述光接收装置，光纤延迟环位于所述第一迈克尔逊干涉仪传感臂的光纤上；

所述第二迈克尔逊干涉仪包括：第三法拉第旋光镜、第四法拉第旋光镜及与所述第一分光耦合设备连接的第三分光耦合设备，所述第三分光耦合设备的一侧通过光纤分别连接第三法拉第旋光镜和第四法拉第旋光镜，另一侧连接所述光接收装置，所述第三分光耦合设备用于使第三法拉第旋光镜反射的光信号和第四法拉第旋光镜反射的光信号干涉，并将干涉后的信号传输给所述光接收装置。

8.如权利要求7所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述光接收装置包括：第一光电探测器和第二光电探测器，所述第一光电探测器通过光纤连接所述第二分光耦合设备，所述第二光电探测器通过光纤连接所述第三分光耦合设备。

9.如权利要求7所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述光接收装置包括：第四分光耦合设备、第五分光耦合设备、第一相位调制器、第二相位调制器、第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器和第四光电探测器，

所述第二分光耦合设备通过光纤连接所述第四分光耦合设备，所述第四分光耦合设备的一端通过光纤连接所述第一光电探测器，另一端通过光纤连接第一相位调制器，所述第一相位调制器通过光纤连接所述第三光电探测器；

所述第三分光耦合设备通过光纤连接所述第五分光耦合设备，所述第五分光耦合设备的一端通过光纤连接所述第二光电探测器，另一端通过光纤连接第二相位调制器，所述第二相位调制器通过光纤连接所述第四光电探测器。

10.如权利要求7所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述光接收装置包括：第四分光耦合设备、第五分光耦合设备、第一相位调制器、第二相位调制器、第一光电探测器和第二光电探测器，且所述第一光电探测器和第二光电探测器均为双通道光电探测器；

所述第二分光耦合设备通过光纤连接所述第四分光耦合设备，所述第四分光耦合设备的一端通过光纤连接所述第一光电探测器的一个通道，另一端通过光纤连接第一相位调制器，所述第一相位调制器通过光纤连接所述第一光电探测器的另一个通道；

所述第三分光耦合设备通过光纤连接所述第五分光耦合设备，所述第五分光耦合设备的一端通过光纤连接所述第二光电探测器的一个通道，另一端通过光纤连接第二相位调制器，所述第二相位调制器通过光纤连接所述第二光电探测器的另一个通道。