[发明专利]一种双偏振态光纤振动传感时域检测系统

说明书

本发明公开了一种双偏振态光纤振动传感时域检测系统，包括：将传感光信号进行分光生成第一光束和第二光束；探测第一光束的当前光功率数值；将第二光束输入到双偏振态检偏器，输出为第一偏振光束和第二偏振光束；探测第三和第二偏振光束的偏振光功率数值，并计算第三和第二偏振光束的偏振光功率数值的离差绝对值集合；生成双偏振态能量绝对值集合；根据第一光束的当前光功率数值，以及双偏振态能量绝对值集合，计算相对能量值；根据相对能量值以及预设相对能量阈值判断是否存在光纤振动。本发明系统可以在成本受限的光纤偏振态振动传感系统中，不需要增加偏振控制器不需要使用保偏光纤的情况下实现光纤振动的检测。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，更具体地，涉及一种双偏振态光纤振动传感时域检测系统。

背景技术

在成本受限的光纤偏振态振动传感系统中，仅使用单检偏器即可测定在传感光纤线路上是否发生了振动。但光源发出的光束偏振态随温度变化而变化。这一问题可能造成光纤偏振态检测振动传感系统灵敏度的波动，进而发生传感系统的误报或漏报。而增加偏振控制器来稳定光源，可能给成本受限的偏振态检测振动传感系统带来较大幅度的成本升高。

另一方面在成本受限的光纤偏振态振动传感系统中，采用的非保偏光纤中光信号的偏振态对温度、部署方式以及非保偏光纤品质差异也更为敏感。单检偏器的灵敏度可能在这些不稳定环境中具有更低的振动传感灵敏度。

虽然使用保偏光纤可以部分稳定环境变化或光纤品质差异带来的影响，但保偏光纤的材料成本与部署成本过高，在成本受限的光纤偏振态检测振动传感系统中难以得到广泛应用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种双偏振态光纤振动传感时域检测系统，其目的在于在成本受限的光纤偏振态振动传感系统中，不需要增加偏振控制器不需要使用保偏光纤的情况下实现光纤振动的检测。

为了实现上述目的，本发明提供了一种双偏振态光纤振动传感时域检测系统，包括第一分光器件、第一光功率探测器、双偏振态检偏器、第二光功率探测器、第一离差绝对值集合计算模块、第三光功率探测器、第二离差绝对值集合计算模块、双偏振态能量绝对值集合计算模块、相对能量值计算模块以及光纤振动判断模块，其中：

所述第一分光器件，用于将传感光信号进行分光生成第一光束和第二光束；

所述第一光功率探测器，用于探测所述第一光束的当前光功率数值；

所述双偏振态检偏器，用于接收所述第二光束，所述第二光束通过所述双偏振态检偏器输出为第一偏振光束和第二偏振光束；

所述第二光功率探测器，用于探测所述第一偏振光束的偏振光功率数值，所述第一离差绝对值集合计算模块用于计算第一偏振光束的偏振光功率数值的离差绝对值集合；

所述第三光功率探测器，用于探测所述第二偏振光束的偏振光功率数值，所述第二离差绝对值集合计算模块用于计算第二偏振光束的偏振光功率数值的离差绝对值集合；其中，对所述第一偏振光束与所述第二偏振光束采用同样处理方式同步处理；

所述双偏振态能量绝对值集合计算模块，用于根据所述第一偏振光束的偏振光功率数值的离差绝对值集合与所述第二偏振光束的偏振光功率数值的离差绝对值集合生成双偏振态能量绝对值集合；

所述相对能量值计算模块，用于根据所述第一光束的当前光功率数值，以及所述双偏振态能量绝对值集合，计算相对能量值；

所述光纤振动判断模块，用于根据所述相对能量值以及预设相对能量阈值判断是否存在光纤振动。