[发明专利]基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感方法与装置

权利要求书

1.一种基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感装置，其特征在于：包括多波长双光脉冲生成组件（1）、环形器（2）、光电探测器（3）、数据采集器（4）、信号处理机（5）和信号发生器（6）；

所述多波长双光脉冲生成组件（1）用于生成多波长双光脉冲，所述多波长双光脉冲中的每个脉冲均包含有多个波长成分；

所述环形器（2）用于将所述多波长双光脉冲注入传感光纤（7），并接收所述多波长双光脉冲在所述传感光纤（7）内产生的瑞利光信号，并输出所述瑞利光信号；

所述光电探测器（3）用于检测所述环形器（2）输出的瑞利光信号的干涉光强；

所述数据采集器（4）用于采集所述光电探测器（3）所检测得到的干涉光强，得到光强信号；

所述信号处理机（5）用于对所述光强信号进行计算，获取所述瑞利光信号的相位信息，从而获得所述传感光纤（7）所感应到信号的信息；

所述信号发生器（6）用于为所述多波长双光脉冲生成组件（1）和所述数据采集器（4）提供驱动信号和时钟同步信号；

所述多波长双光脉冲生成组件（1）包括：激光器（11）、合束器（12）、光强调制器（13）、双光脉冲调制组件（14）；

所述激光器（11）用于产生具有多个不同波长的多波长激光；

所述合束器（12）用于将所述多波长激光进行空间合束；

所述光强调制器（13）用于调制所述多波长激光的强度，产生周期性重复的多波长单光脉冲；

所述双光脉冲调制组件（14）用于对所述多波长单光脉冲进行调制，将所述多波长单光脉冲调制为具有预设相位差的多波长双光脉冲；

所述信号处理机（5）具有用于：根据所述瑞利光的信号强度信息，通过微分交叉相乘算法获得瑞利光的相位信息，从而得到所述传感光纤所感应到信号的信息，所述所感应到信号的信息包括幅度、频率和相位信息；所述瑞利光的信号强度信息为瑞利光中各波长成分叠加的强度信息。

2.根据权利要求1所述的基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感装置，其特征在于：所述激光器（11）包括多个窄线宽激光器（11）。

3.根据权利要求1所述的基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感装置，其特征在于：所述双光脉冲调制组件（14）包括第一耦合器（141）、非平衡干涉仪（142）、相位差调制器（143）和第二耦合器（144）；

所述第一耦合器（141）用于将所述多波长单光脉冲注入至所述非平衡干涉仪（142）的两条光路；

所述相位差调制器（143）用于对所述非平衡干涉仪（142）中一条光路中激光的相位进行调制；

所述第二耦合器（144）用于将所述两条光路中的激光进行空间合束。

4.一种基于权利要求1至3任一项所述的光纤分布式传感装置的多波长双光脉冲的光纤分布式传感方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1. 生成多波长双光脉冲，并将所述多波长双光脉冲注入传感光纤，所述多波长双光脉冲中的每个脉冲均包含有多个波长成分；

S2. 获取所述传感光纤中的瑞利光信号，以及所述瑞利光信号对应的传感通道的干涉光强；

S3. 对所述干涉光强进行计算，获取所述瑞利光信号的相位信息，从而获得所述传感光纤所感应到信号的信息。

5.根据权利要求4所述的基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感方法，其特征在于：所述双光脉冲中的两个脉冲光之间具有预设的相位差。

6.根据权利要求5所述的基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感方法，其特征在于：所述双光脉冲由脉冲光通过具有预设臂差的非平衡干涉仪生成。

7.根据权利要求5所述的基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感方法，其特征在于：所述双光脉冲中各波长成分的功率差小于预设的阈值。

8.根据权利要求7所述的基于多波长双光脉冲的光纤分布式传感方法，其特征在于：所述步骤S3的具体步骤包括：根据所述瑞利光的信号强度信息，通过微分交叉相乘算法获得瑞利光的相位信息，从而得到所述传感光纤所感应到信号的信息，所述所感应到信号的信息包括幅度、频率和相位信息；所述瑞利光的信号强度信息为瑞利光中各波长成分叠加的强度信息。