[发明专利]基于布里渊动态光栅的分布式液压传感器系统

权利要求书

1.一种基于布里渊动态光栅的分布式液压传感器系统，其特征在于，包括：

待测液压的管道；铺设管道内部的传感光纤，所述传感光纤紧贴所述管道内壁铺设；

基于布里渊动态光栅原理检测传感光纤的双折射频移的分布式液压传感器，连接分布式液压传感器的上位机；

所述分布式液压传感器、上位机分别位于管道外侧；

所述液压传感器包括：用于在传感光纤中产生布里渊动态光栅的光路元件和用于读取布里渊动态光栅的光路元件；以及将从布里渊动态光栅反射的光信号转换为电信号的光电探测器，采集光电探测器的电信号的数据采集系统；

所述液压传感器通过数据采集系统将采集的数据传送到上位机中，所述上位机根据双折射频移与液压的对应关系，获得传感光纤所在管道内的液压。

2.根据权利要求1所述的分布式液压传感器系统，其特征在于，所述传感光纤为边孔光纤；所述边孔光纤的双折射频移为40-60GHz；

所述边孔光纤的两个空气孔及掺杂二氧化硅的纤芯的圆心在一条直线上，且每一空气孔直径为30-10um，所述纤芯的直径为8-10um，两个空气孔中心之间的距离为40-50um。

3.根据权利要求1所述的分布式液压传感器系统，其特征在于，所述分布式液压传感器包括：

第一激光器(1)，光耦合器(2)、第一电光调制器(3)、第二电光调制器(4)、第一隔离器(6)、第一掺铒光纤放大器(7)、第一偏振控制器(8)、传感光纤(9)；

第三电光调制器(10)、第二隔离器(11)、第二掺铒光纤放大器(12)、第二偏振控制器(13)、偏振分束器(14)；

第二激光器(15)、声光调制器(16)、第三掺铒光纤放大器(18)、第三偏振控制器(19)、光环形器(20)；

其中，光耦合器(2)的输入端连接第一激光器(1)的输出端；所述光耦合器(2)输出的第一路泵浦光信号经由第一电光调制器(3)和第二电光调制器(4)调制成第一路脉冲光信号，经过第一隔离器(6)进入到第一掺铒光纤放大器(7)，所述第一掺铒光纤放大器(8)将第一路脉冲光信号的功率放大到能够激发布里渊动态光栅的功率；放大功率后的第一路脉冲光信号通过第一偏振控制器(8)，使得放大功率后的第一路脉冲光信号的偏振态与传感光纤的快轴平行的位置；

所述光耦合器(2)输出的第二路泵浦光信号经由第三电光调制器(10)调制成第二路脉冲光信号，经过第二隔离器(11)进入到第二掺铒光纤放大器(12)，所述第二掺铒光纤放大器(12)将第二路脉冲光信号的功率放大到能够激发布里渊动态光栅的功率；放大功率后的第一路脉冲光信号通过第二偏振控制器(13)，使得放大功率后的第一路脉冲光信号的偏振态与传感光纤的快轴平行的位置；

所述传感光纤(9)的输入端连接所述第一偏振控制器(8)，所述传感光纤(9)的输出端和所述第二偏振控制器(13)的输出端分别连接偏振分束器(14)的输入端，经由所述偏振分束器(14)的第一路脉冲光信号和第二路脉冲光信号在传感光纤(9)中产生位置和宽度可调的布里渊动态光栅；

声光调制器(16)的输入端连接第二激光器(15)的输出，并输出调制后的脉冲探测光经由第三掺铒光纤放大器(18)输入至第三偏振控制器(19)，其中，第三掺铒光纤放大器(18)将脉冲探测光的功率放大到能够读取布里渊动态光栅的功率，所述第三偏振控制器(19)将功率放大后的脉冲探测光的偏振态调整到与传感光纤(9)的慢轴平行的位置；

经由所述第三偏振控制器(19)的脉冲探测光通过所述光环形器(20)、偏振分束器(14)进入传感光纤(9)后，被布里渊动态光栅反射后，进入光电探测器(21)，

所述数据采集系统(22)采集光电探测器(21)的电信号，并传送到上位机。

4.根据权利要求3所述的分布式液压传感器系统，其特征在于，

所述分布式液压传感器还包括，微波信号发生器(5)和脉冲信号发生器(17)；

所述微波信号发生器(5)产生的微波信号11GHz驱动第二电光调制器(4)；

脉冲信号发生器(17)产生的脉冲信号分别驱动第一电光调制器(3)、第三电光调制器(10)和声光调制器(16)；

其中，所述脉冲信号发生器(17)产生的用于驱动声光调制器(16)的脉冲信号的上升沿的时间点与脉冲信号发生器(17)产生的用于驱动第一电光调制器(3)的脉冲信号的上升沿的时间点之间的时间差小于声子的寿命。