[发明专利]一种提高φ-OTDR频率响应的装置及方法

权利要求书

1.一种提高φ-OTDR频率响应的装置，包括φ-OTDR和迈克尔逊干涉融合系统，其特征在于：所述φ-OTDR系统构成包括：激光器连接到分光器(1×2)输入端，分光器输出端Out1依次连接声光调制器(AOM)、掺铒光纤放大器1(EDFA1)、光环形器端口1，光环形器端口2连接到传感光缆纤芯3，光环形器端口3依次连接掺铒光纤放大器2(EDFA2)、光电探测器2、数据采集模块2和处理服务器：

所述迈克尔逊干涉系统构成包括：激光器连接到分光器(1×2)，分光器输出端Out2连接光耦合器(2×2)输入端In2，光耦合器的输出端Out1、Out2分别连接传感光缆纤芯1和纤芯2，纤芯1、纤芯2尾端分别接法拉第旋镜1、法拉第旋镜2，反射回光经分光器In1端口接到光电探测器1、数据采集模块1和处理服务器。

φ-OTDR系统和迈克尔逊干涉仪两套系统同时工作，φ-OTDR系统用来定位及辅助振动识别，迈克尔逊干涉仪主要用来行为识别。当外界存在振动，迈克尔逊干涉系统探测到振动且与入侵事件模板库匹配上时，从φ-OTDR系统中来得到振源位置信息；当探测到振动没有与入侵事件模板库匹配上时，则不会去考虑φ-OTDR系统计算结果；当φ-OTDR系统探测到多个振源时，则根据每个位置的φ-OTDR部分频谱与迈克尔逊完整频谱做欧氏距离，欧氏距离最短点即为入侵点。

2.根据权利要求1所述的一种提高φ-OTDR频率响应的装置，其特征在于：所述激光器1为窄线宽光纤激光器，工作波长为1550nm，其线宽不大于1KHz。

3.根据权利要求1所述的一种提高φ-OTDR频率响应的装置，其特征在于：所述分光器为为1×2，工作波长为1550nm，分光比Out2:Out1不大于2:98。

4.根据权利要求1所述的一种提高φ-OTDR频率响应的装置，其特征在于：所述光耦合器为2×2光耦合器，工作波长为1550nm，两端分光比均为50:50。

5.根据权利要求1所述的一种提高φ-OTDR频率响应的装置，其特征在于：所述数据采集模块1，其采样频率不低于40kHz。

6.根据权利要求1所述的一种提高φ-OTDR频率响应的装置，其特征在于：所述传感光缆其纤芯数不少于4芯，且φ-OTDR系统和迈克尔逊干涉系统传感缆共用一根光缆。

7.一种提高φ-OTDR频率响应的装置及方法包括如下步骤，

S1：迈克尔逊干涉系统工作在连续模式下，数据采集模块1采样率不低于40kHz，处理服务器将数据采集模块1采集到信号分成100ms一个包做快速傅里叶变换(FFT)，得到完整频谱(频率范围0～20kHz)；

S2：φ-OTDR系统以脉冲方式工作，其最大扫描频率(ScanRatemax)与光缆长度(L)有关，其关系为处理服务器将数据采集模块2采集到的信号分成250ms一个包做FFT，计算各个特征值，同时保存部分频谱(频率范围0～ScanRatemax/2)；

S3：根据迈克尔逊完整频谱与样本库中的入侵事件逐一匹配，根据φ-OTDR系统的特征值来判断是否有振动及振源位置；

S4：若迈克尔逊完整频谱与样本库中的入侵事件匹配上，从φ-OTDR系统中来得到振源位置信息；当φ-OTDR系统探测到多个振源时，则根据每个位置的φ-OTDR部分频谱与迈克尔逊完整频谱做欧氏距离，欧氏距离最短点即为入侵点；

S5：当探测到振动没有与入侵事件模板库匹配上时，则不会去考虑φ-OTDR系统计算结果，进入下一循环重复步骤S1-S4。