[发明专利]一种光纤分布式振动传感系统及鉴相非线性误差修正方法

权利要求书

1.一种光纤分布式振动传感系统，其特征在于，包括依次连接的连续激光光源(1)、第一耦合器(2)、声光调制器(3)、光纤放大器(4)、环形器(6)、光纤耦合器(7)、平衡探测器(8)、模拟鉴相电路模块(9)、采集和控制终端(11)和声光调制器驱动器(14)，还包括与模拟鉴相电路模块(9)相连的信号发生器(10)；声光调制器驱动器(14)还与声光调制器(3)连接；第一耦合器(2)中一路输出端与声光调制器(3)连接，二路输出端与光纤耦合器(7)连接，一路输出端和二路输出端的输出光比值为97:3-99:1；环形器(6)的一路输出端与光纤耦合器(7)连接，另一路输出端连接缠绕有传感光纤(13)的压电陶瓷(12)；模拟鉴相电路模块(9)为双路参考鉴相电路；

所述模拟鉴相电路模块(9)包括90°电桥芯片(91)、功分芯片(92)、第一鉴相芯片(93)、第二鉴相芯片(94)和解调模块(95)，90°电桥芯片(91)分别与第一鉴相芯片(93)和第二鉴相芯片(94)连接，功分芯片(92)分别与第一鉴相芯片(93)和第二鉴相芯片(94)连接，第一鉴相芯片(93)和第二鉴相芯片(94)均与解调模块(95)连接，解调模块(95)为计算机或者其他终端；

所述光纤放大器 (4)与环形器(6)之间连接有滤波器(5)。

2.根据权利要求1所述的一种光纤分布式振动传感系统，其特征在于，所述第一鉴相芯片(93)和第二鉴相芯片(94)均为AD8302鉴相芯片。

3.根据权利要求1所述的一种光纤分布式振动传感系统，其特征在于，所述第一耦合器(2)为2*1耦合器，所述光纤耦合器(7)为2*2光纤耦合器；所述光纤放大器(4)为EDFA放大器。

4.一种鉴相非线性误差修正方法，其特征在于，包括如权利要求1-3中任一项所述的光纤分布式振动传感系统，修正步骤：

S1:对光纤分布式振动传感系统中双路参考鉴相电路进行特征曲线测试，根据测试结果拟合出第一鉴相芯片(93)和第二鉴相芯片(94)输出的电压值和相位差的函数关系；

S2：将数据采集卡采集到的第一鉴相芯片(93)和第二鉴相芯片(94)的输出的电压数据输入解调程序，然后利用拟合出的函数关系解调出在两条鉴相特征曲线上各个区段内对应的鉴相结果分别为两个AD8302鉴相芯片在 0°-180°和180°–360°范围内输出的相位值；

S3：将与S1中的特征曲线作对比，判断各个鉴相结果是否位于特 征曲线的线性区，如果在线性区内则直接将或，其中i、j＝1,2输出；如果其中一个鉴相芯片的鉴相结果位于特征曲线的非线性区，而另一鉴相芯片的鉴相结果正好位于其线性区，就将另一线性区域的鉴相结果赋值给位于非线性区的鉴相器作为输出结果；

S4：将经过修正后的鉴相结果与分别相减，其中i、j＝1,2，差值最小的与即为 鉴相结果，使用与的平均值作为鉴相结果进一步抵消单条特征曲线由于函数拟合误差带来的鉴相误差；

S5：对S4得到的鉴相结果加上修正值补偿抵消在进行双路参考鉴相电路特征曲线测试时信号发生器的相位差存在一定的固定漂移，输出最终鉴相结果；

上述步骤中，所述第一鉴相芯片(93)和第二鉴相芯片(94)均为AD8302鉴相芯片。