[实用新型]后向散射光分布式放大装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及后向散射光分布式放大装置，尤其涉及一种用于分布式光纤振动传感系统后向散射信号放大的装置。

背景技术

分布式光纤振动传感系统主要用于交通、电力、煤矿、石化等行业，其作用是对这些重要的场所进行实时监控。它对与保证工业系统设备正常运行，保障生命和财产的安全起着重要的作用。

现有的分布式光纤振动传感系统是由激光器、脉冲调制器、同步控制器、光纤放大器、环形器、滤光器、光电探测器、信号放大器、数据采集器和计算机组成。其工作原理为：激光器连续不断地向传感光纤中发射脉冲光，激光在光纤中传输过程中会发生后向散射，通过环形器和分光器将后向散射光中的瑞利光谱分离出来，再经过光电转换和信号放大处理后进行数据采集，然后再将采集到的数据送往数据处理器计算机进行处理计算，最终得出整条振动曲线数据。

在分布式光纤振动传感系统中,信号放大装置是非常重要的一个部分。由于后向散射光信号很弱，同时分布式光纤振动传感系统一般测量距离都要达到数十公里。因此，数十公里末端返回来的信号非常弱，不采用放大技术手段是无法测量到我们所需要的结果的。现有的放大方法是采用相同的放大系数对整条瑞利后向散射曲线进行放大。但由于瑞利后向散射曲线的分布式成指数衰减的，即前端的信号强后端的信号弱。因此，现有的方法存在如下的缺陷和不足：1.放大系数大会导致曲线前段信号饱和失真，使得测量结果出错；2.放大系数小会导致曲线末端信号放大不够，使得末端信号质量差，最终导致测量结果误差大；3.曲线末端振动信号弱，从而降低了系统的测量距离；4.振动信号的振动幅度不一致，曲线前端信号振动幅度大，曲线末端信号振动幅度小。所以，仍然需要对现有分布式光纤传感系统的放大装置进行进一步改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种可以根据后向散射曲线的位置分布，分时对不同的位置使用不同的放大系数进行放大的放大装置及其控制方法。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种后向散射光分布式放大装置，接收后向瑞利散射光信号的光电探测器的输入端与光纤连接，信号放大器的输入端与所述光电探测器的输出端连接，所述信号放大器的输出端与输出信号接口连接，所说的信号放大器的控制端连接增益控制器的输出端，所述增益控制器的其中一个输入端与缓冲器的输出端连接，另一个输入端与参数调节器的输出端连接，所述的缓冲器的输入端与增益控制同步信号接口连接。

所述的光电探测器采用将瑞利后向散射光信号转换电信号的高灵敏度APD雪崩二极管；所述的增益控制器是采用FPGA作为核心运算单元；所述的信号放大器是采用增益可调信号放大器；所述的输出信号接口和增益控制同步信号接口采用采用SMA接口，所述的参数调节器是采用8位拨码开关模块。

本实用新型与传统的信号放大装置相比具有如下优点和积极效果：

1、消除了放大系数大时导致的曲线前段信号饱和失真，从而消除了由于信号失真导致的测量结果的错误；

2、提高了曲线末端信号的放大系数，提高了末端信号的质量，从而使得测量结果更加准确；

3、提高了曲线末端信号的信噪比，从而提高了系统的测量距离；

4、整条曲线的振动幅度一致，降低了后期振动事件识别的技术难度。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为后向散射光分布式放大装置系统框图；

图2为同步脉冲和放大系数调节脉冲示意图；

上述图中的标记均为：1、光电探测器；2信号放大器；3、输出信号接口；4、增益控制同步信号接口；5、缓冲器；6、增益控制器；7、参数调节器。

具体实施方式

本实用新型是一种后向散射光分布式放大装置，该装置根据后向散射曲线的位置分布，分时对不同的位置使用不同的放大系数进行放大，消除了曲线前段的放大饱和现象，同时增加了曲线末端信号的放大倍数，提高了曲线末端信号的质量，同时，通过分时对不同的位置使用不同的放大系数进行放大，实现了曲线前端信号和末端信号的振动幅度保持一致。