[发明专利]光纤分布式扰动传感器及扰动信号的定位方法

权利要求书

1.一种光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述光纤分布式扰动传感器包括第一耦合器(1)、第二耦合器(2)、第三耦合器(3)、第四耦合器(4)、第五耦合器(5)、激光器(6)、第一探测装置(7)、第二探测装置(8)、第一解调器(9)和第二解调器(10)，其中，

所述第一耦合器(1)、所述第二耦合器(2)、所述第三耦合器(3)、所述第五耦合器(5)和所述激光器(6)位于同一光路，所述第一耦合器(1)、所述第二耦合器(2)、所述第四耦合器(4)、所述第五耦合器(5)和所述激光器(6)位于同一光路；

所述第一耦合器(1)与所述第二耦合器(2)用于连接传感光纤，所述第一耦合器(1)与所述第二耦合器(2)采用3×3耦合器；

所述激光器(6)用于发射光信号，所述第五耦合器(5)用于将所述光信号分为两路光信号，其中，第一路光信号经所述第三耦合器(3)到达所述第一耦合器(1)，再经所述第一耦合器(1)到达所述第二耦合器(2)，第二路光信号经所述第四耦合器(4)到达所述第二耦合器(2)，再经所述第二耦合器(2)到达所述第一耦合器(1)；

所述第一耦合器(1)还用于对所述第一路光信号和所述第二路光信号发生干涉所形成的光信号进行分光，输出3路第一光信号，所述第二耦合器(2)还用于对所述第一路光信号和所述第二路光信号发生干涉所形成的光信号进行分光，输出3路第二光信号；

所述第一探测装置(7)用于接收所述第一耦合器(1)输出的3路第一光信号，所述第二探测装置(8)用于接收所述第二耦合器(2)输出的3路第二光信号；

所述第一解调器(9)用于提取所述3路第一光信号的第一相位信息，所述第二解调器(10)用于提取所述3路第二光信号的第二相位信息；

所述第一解调器(9)和所述第二解调器(10)中任一项，还用于基于所述第一相位信息和所述第二相位信息，确定所述传感光纤上扰动信号的产生位置。

2.根据权利要求1所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述第一耦合器(1)还用于将所述第三耦合器(3)传输的第一路光信号传输至所述第二耦合器(2)；

所述第二耦合器(2)还用于将所述第四耦合器(4)传输的第二路光信号传输至所述第一耦合器(1)。

3.根据权利要求1所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述第一探测装置(7)与所述第二探测装置(8)均具有三个探测器；

所述第一探测装置(7)的三个探测器分别用于接收所述第一耦合器(1)输出的3路第一光信号；

所述第二探测装置(8)的三个探测器分别用于接收所述第二耦合器(2)输出的3路第二光信号。

4.根据权利要求1所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述第三耦合器(3)还用于将所述第一耦合器(1)输出的一路光信号传输至所述第一探测装置(7)；

所述第四耦合器(4)还用于将所述第二耦合器(2)输出的一路光信号传输至所述第二探测装置(8)。

5.根据权利要求1所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述第一解调器(9)和所述第二解调器(10)中任一项，还用于基于所述3路第一光信号和所述3路第二光信号的相位变化值，确定一个或多个扰动信号的产生位置。

6.根据权利要求1所述的光纤分布式扰动传感器，其特征在于，所述第一解调器(9)用于基于所述第一耦合器(1)输出的3路第一光信号和下述公式，确定所述3路第一光信号的相位信息项；

式中，I_m'(m＝1，2，3)为所述3路第一光信号的相位信息项，I_m(m＝1，2，3)为所述3路第一光信号；

基于所述3路第一光信号的相位信息项和下述公式，确定所述3路第一光信号的第一相位信息；

式中，V为所述3路第一光信号的第一相位信息，I₁'、I₂'、I₃'为所述3路第一光信号的相位信息项，I₁、I₂、I₃为所述3路第一光信号。