[实用新型]动静态联合测量分布式光纤传感系统

说明书

一种动静态联合测量分布式光纤传感系统，包括：激光器、分光器、光调制器、声光调制器、扰偏器、掺铒光纤放大器、光纤环形器、相干接收器、信号采集和处理器，其中：分光器将激光器的一路输出端；另一路作为的光源分为两路，一路形成的探测脉冲与待测光纤相连，其瑞利散射光与BOTDA的泵浦光发生受激布里渊作用；另一路作为本地光与探测脉冲的背向瑞利散射光进入相干接收器相连，相干接收器依次与信号采集和处理器相连。本实用新型测量方便，能实现动态应变和静态应变的同时测量，系统复杂度降低，从而系统成本降低。

技术领域

本实用新型涉及的是一种光纤领域的技术，具体是一种动静态联合测量分布式光纤传感系统。

背景技术

对应变或温度的分布式传感在能源、建筑、航空航天、安防、军事等诸多领域中都有着重要的作用。目前，市面上存在的分布式光纤传感系统只能实现对静态变量，如：形变、温度的单一测量或是对动态变量，如：入侵破坏、车辆经过产生的振动的单一测量，这造成了动静态变量同时测量的应用需求成本提高。随着光纤传感技术的发展，近年有相应的动静态联合测量系统的提出，但其系统复杂，器件需求多，成本高，无法实现动静态变量的同时测量。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种动静态联合测量分布式光纤传感系统，具体是基于布里渊光时域分析技术(BOTDA)和相位敏感的光时域反射技术的动静态联合测量分布式光纤传感系统，利用单端BOTDA技术测量静态变量，用技术测量动态变量，用的探测脉冲的背向瑞利散射光作为单端BOTDA的探测光，实现待测光纤的静态变量和动态变量同时测量。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种动静态联合测量分布式光纤传感系统，包括：激光器、两个分光器、光调制模块、两个声光调制器、扰偏器、掺铒光纤放大器、第一光纤环形器、相干接收器、信号采集处理模块，其中：第一分光器将激光器的一路输出端依次经光调制模块、第一光纤环形器、第一声光调制器、扰偏器、分光器和掺铒光纤放大器与待测光纤相连；另一路输出端分别经第二分光器分为两路，一路经过第二声光调制器形成的探测脉冲经分光器和掺铒光纤放大器与待测光纤相连，另一路与第一光纤环形器输出端分别与相干接收器相连，相干接收器依次与信号采集处理模块相连。

所述的掺铒光纤放大器和待测光纤之间设有第二光纤环形器。

所述的分光器为光纤耦合器，其分光比为50/50。

所述的光调制模块包括：射频信号发生器、光调制器、DFB激光器和偏振控制器，其中：射频信号发生器与光调制器相连，DFB激光器与偏振控制器相连，光调制器的一端与第一分光器相连，其另一端通过所述第一光纤环形器与偏振控制器连接。

所述的相干接收器为偏振分集光电探测器。

所述的信号采集处理模块包括：相互连接的数据采集卡和数据处理器。

技术效果

本实用新型整体解决了现有的分布式光纤传感中无法实现动静态应变同时测量的问题。

与现有技术相比，本实用新型实现对于动态应变和静态应变的振动及温度变化、静态应变同时测量，减少平均次数和测量所需的时间。

附图说明

图1为本实施例的结构简图；

图2为本实施例测得的布里渊增益谱；

图3为本实施例测得的瑞利探测光在光纤10km处测得的相位信号；

图4为实施例中测温段在温度分别为27℃、41℃、46℃下的布里渊增益谱；

图5为实施例光纤振动处解调得到的差分相位示意图；

图6为实施例振动点的快速傅里叶变换的频谱；