[发明专利]一种基于保偏光纤的光纤振动传感系统

说明书

本发明公开了一种基于保偏光纤的光纤振动传感系统，光源发出保偏的直流线偏振光，光源的输出端与保偏相移器的输入端以一条保偏光纤相连，保偏光纤上存在一个45度熔接点；保偏相移器的输出端与保偏检偏器的输入端的保偏尾纤以振动传感光纤相连，振动传感光纤为保偏光纤；在振动传感光纤上接近保偏检偏器处存在一个45度熔接点；保偏检偏器的通光轴和该保偏检偏器的输入端的保偏尾纤慢轴对准；保偏检偏器通过光纤与光电探测器相连；光电探测器用于检测接收到的光强，光电探测器与处理器相连；处理器与保偏相移器的相位调制端口相连，用于通过发出相位调整指令到保偏相移器，使保偏检偏器的输出光强为振动传感光纤输出的最大光强的一半。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，更具体地，涉及一种基于保偏光纤的光纤振动传感系统。

背景技术

光波是一种横波，具有偏振特性。利用振动对光纤内光束偏振状态的影响，可以测定振动的存在。在成本受限的光纤偏振态振动传感系统中，仅使用单保偏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会随温度变化而变化。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。

针对以上缺陷或改进需求，公开号CN107328462A的中国发明专利申请中已经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，且不需要使用保偏光纤的情况下实现光纤振动的检测。但是在许多应用中本申请发明人发现上述方法只能提高偏振的振动传感检测的准确率，然而受限偏振光固有特性，仍然在上述方法的应用中出现许多误报和漏报，给用户造成诸多烦扰。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于保偏光纤的光纤振动传感系统，其目的在于在成本受限的光纤偏振态振动传感系统中，基于保偏光纤实现对偏振状态的最敏感检测，且传感光纤各点灵敏度一致，由此解决现有技术中振动传感检测误报和漏报的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于保偏光纤的光纤振动传感系统，包括：光源、保偏相移器、保偏检偏器、光电探测器和处理器，其中：

所述光源发出保偏的直流线偏振光，所述光源的输出端与保偏相移器的输入端以一条保偏光纤相连，所述保偏光纤上存在一个45度熔接点；

保偏相移器的输出端与保偏检偏器的输入端的保偏尾纤以振动传感光纤相连，所述振动传感光纤为保偏光纤；在所述振动传感光纤上接近保偏检偏器处存在一个45度熔接点；所述保偏检偏器的通光轴和该保偏检偏器的输入端的保偏尾纤慢轴对准；

所述保偏检偏器通过光纤与光电探测器相连；所述光电探测器用于检测接收到的光强，所述光电探测器与处理器相连；

所述处理器与所述保偏相移器的相位调制端口相连，用于通过发出相位调整指令到保偏相移器，使保偏检偏器的输出光强为振动传感光纤输出的最大光强的一半。

本发明的一个实施例中，所述处理器用于通过发出相位调整指令到保偏相移器调节光信号的相位至少一个周期，获得光电探测器的光信号强度变化并记录最大光强值，所述处理器继续发出相位调整指令到所述保偏相移器调节光信号的相位，使得光电探测器的光信号强度为最大光强值的一半。

本发明的一个实施例中，在所述振动传感光纤的45度熔接点的与保偏检偏器相对的一侧还设置有一个保偏耦合器，所述保偏耦合器的输入端口与所述振动传感光纤相连，所述保偏耦合器的一个分光输出端口与所述振动传感光纤的45度熔接点的与保偏检偏器相对的一侧相连，所述保偏耦合器的另一个分光输出端口与总光强光电探测器相连，所述光强光电探测器与处理器相连。

本发明的一个实施例中，所述处理器用于根据所述总光强光电探测器所检测的光强，以及耦合器两个分光输出端口的分光比例，计算所述保偏耦合器输出的总光强值；所述处理器还用于发出相位调整指令到保偏相移器调节光信号的相位，使得光电探测器的光信号强度为所述总光强值的一半。