[发明专利]一种单端矢量BOTDA动态应变测量的方法及其测量装置

权利要求书

1.一种单端矢量BOTDA动态应变测量的方法，其特征是，利用一个窄线宽激光器(LD)通过保偏耦合器(PCO)向合成光信号模块输出连续光，连续光经合成光信号模块后产生由微波调制脉冲基底光与传感脉冲光叠加而成的合成光信号，合成光信号从传感光纤(FUT)的一端入射，其中微波调制脉冲基底光在传感光纤(FUT)中产生的背向瑞利散射光作为探测光、传感脉冲光作为泵浦光，探测光与泵浦光发生受激布里渊散射作用，形成携带受激布里渊散射信息的探测光；

同时，所述窄线宽激光器(LD)通过保偏耦合器(PCO)向本振光模块输出连续光，连续光经本振光模块后产生的本振光与携带受激布里渊散射信息的探测光在光电检测器(PD)中进行拍频，利用正交相位解调器(IQ)提取出拍频后获得的电信号中的同相及正交分量，并通过数据采集卡(DAQ)对同相及正交分量进行采集，所述正交分量和同相分量的商与受激布里渊散射相移呈反正切函数的关系，进而得到受激布里渊散射相移值，最后根据计算机(PC)中存储的受激布里渊散射相移与动态应变的对应关系曲线解调出相应的动态应变值。

2.根据权利要求1所述的单端矢量BOTDA动态应变测量方法，其特征是，所述计算机(PC)中存储的受激布里渊散射相移与动态应变的对应关系曲线，由于动态应变的变化会引起受激布里渊相移的改变，每一个动态应变值会对应一个相应的受激布里渊散射相移值，将受激布里渊散射相移与动态应变的对应关系进行标定，存储在计算机(PC)中的数据库中。

3.根据权利要求2所述的单端矢量BOTDA动态应变测量方法，其特征是，动态应变的解调是根据在计算机(PC)中存储的受激布里渊散射相移与动态应变关系数据库实现的，具体解调方式如下

i、当环境温度与标定时温度相同时，获取的相移值对应的应变值即为当前动态应变值；

ii、当环境温度与标定时温度不同时，根据变化后的布里渊频移对受激布里渊相移与应变的关系曲线做出相应的修改，并根据修改后的关系曲线即可获取动态应变值。

4.一种用于如权利要求1-3任一项所述的单端矢量BOTDA动态应变测量方法的装置，其特征是，所述测量装置包括窄线宽激光器(LD)、保偏耦合器(PCO)、由第一微波信号源(MSS1)、第一电光调制器(EOM1)、脉冲信号源(PSG)、第二电光调制器(EOM2)和第一耦合器(CO1)构成的合成光信号模块、掺铒光纤放大器(EDFA)、第一光栅滤波器(GF1)、由第二微波信号源(MSS2)、第三电光调制器(EOM3)和第二光栅滤波器(GF2)构成的本振光模块、第二扰偏器(PS2)、第二耦合器(CO2)、光环行器(OC)、第一扰偏器(PS1)、传感光纤(FUT)、振动源(VBS)、光滤波器(OF)、光电检测器(PD)、正交相位解调器(IQ)、数据采集卡(DAQ)和计算机(PC)，所述窄线宽激光器(LD)通过保偏耦合器(PCO)输出三路连续光，第一路连续光经第一微波信号源(MSS1)驱动的第一电光调制器(EOM1)后接第一耦合器(CO1)的第一输入光口，第二路连续光经脉冲信号源(PSG)驱动的第二电光调制器(EOM2)接第一耦合器(CO1)的第二输入光口，第一耦合器(CO1)的输出光口依次经掺铒光纤放大器(EDFA)、第一光栅滤波器(GF1)接光环行器(OC)的第一光口，光环行器(OC)的第二光口经第一扰偏器(PS1)接传感光纤(FUT)和振动源(VBS)，光环行器(OC)的第三光口接第二耦合器(CO2)的第一输入光口，第三路连续光依次经第二微波信号源(MSS2)驱动的第三电光调制器(EOM3)、第二光栅滤波器(GF2)和第二扰偏器(PS2)接第二耦合器(CO2)的第二输入光口，第二耦合器(CO2)的输出光口依次经光滤波器(OF)、光电检测器(PD)、正交相位解调器(IQ)和数据采集卡(DAQ)接计算机(PC)。