[发明专利]一种抑制共模噪声的分布式光纤传感系统及其抑制方法

说明书

本发明公开了一种抑制共模噪声的分布式光纤传感系统及其抑制方法。本发明选取分布式光纤传感系统中的一段光纤进行隔声隔振处理，作为参考光纤，得到此段参考光纤的信号，由于不受外界环境干扰，只包含共模噪声信号，再将分布式光纤传感系统中其他位置的信号减去参考光纤得到的信号，从而消除分布式光纤传感系统中的共模噪声；参考光纤可以任意选择，并适用于光纤水听器阵列系统、加速度传感器阵列系统或传感光纤等基于背向散射原理的分布式光纤传感系统；在不额外添加结构的基础上，有效抑制分布式光纤传感系统中的共模噪声信号。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术，具体涉及一种抑制共模噪声的分布式光纤传感系统及其抑制方法。

背景技术

分布式光纤传感是一种新型的传感技术，传感距离可以从几百米到上百公里。分布式光纤传感因具有抗电磁干扰、高的灵敏度以及长的传感距离等优点在石油管道监护、周界安防等领域得到了广泛的应用。

分布式光纤传感中应用较广的一类是分布式声传感(DAS)，一般是基于干涉原理或者背向散射原理。基于干涉原理较常用的有光纤水听器和光纤加速度传感器，基于背向散射原理的主要是相位敏感型光时域反射仪(Φ-OTDR)。对于干涉型光纤水听器或者加速度传感器，由于传输光纤受到振动、弯曲和温度变化等环境因素的影响时，长度和折射率等参数将发生随机变化。这些参数变化随着传输距离的增加而逐步累积，最终在系统中引入强的背景噪声[1]。此外基于微分延时外差的系统，前端有一非平衡马赫曾德尔干涉仪来产生外差延时脉冲对，而该干涉仪很容易受到振动等环境噪声的影响，从而给系统带来很大的噪声，这些噪声称之为共模噪声。为了消除这些共模噪声，在已有的方案中都是在系统中加入一个参考探头，该探头是声压和加速度不灵敏的，从而只获取共模噪声。之后再将传感探头测得的信号与参考探头测得的信号相减即可消除共模噪声[2]。

在现有技术中，为了消除共模噪声，在系统中加入了一个参考探头，该探头是声压和加速度不灵敏的，从而只获取共模噪声。之后再将传感探头测得的信号与参考探头测得的信号相减即可消除共模噪声。已有技术主要存在以下三点缺陷：(1)需要额外制作一个参考探头，增加了系统的开销；(2)该参考探头需要完全的声压和加速度不灵敏，实现起来相当困难；(3)需要合理设计系统来放置该参考探头，增加了系统复杂性。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了一种分布式光纤传感系统中共模噪声的抑制方法，通过选取系统中任意一段光纤作为参考即可有效的抑制共模噪声。

本发明的一个目的在于提出一种抑制共模噪声的分布式光纤传感系统。