[发明专利]一种多波长的分布式光纤传感系统及方法

说明书

本发明涉及体光纤传感技术领域，提供了一种多波长的分布式光纤传感系统及方法，其包括多波长窄线宽激光器、分路器、调制器、波长相关延迟器、波长相关延迟补偿器、解调模块以及上位机；多波长窄线宽激光器的输出端与分路器的输入端连接，分路器的输出端分别与调制器的输入端以及解调模块的输入端连接，调制器的输出端与波长相关延迟器的输入端连接，波长相关延迟器的输出端用与波长相关延迟补偿器的输入端分别与传感光纤连接，波长相关延迟补偿器的输出端和解调模块的输入端连接，解调模块的输出端与上位机的输入端连接；本发明的分布式光纤传感系统一定程度上抑制了非线性效应的产生，提升了系统性能。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，特别是涉及一种多波长的分布式光纤传感系统及方法。

背景技术

分布式光纤传感技术在多个领域有着巨大的应用潜力，如结构健康监测、温度监测、油气勘探等领域。现有分布式光纤传感技术多采用单波长探测光，导致了入纤光功率不能过高，否则会引起非线性效应，降低系统性能，或采用多波长探测光同时注入传感光纤，同样由于非线性效应的限制，导致每个波长的光功率不高，限制着传感系统的性能。这些问题在一定程度上限制着分布式光纤传感技术的应用。

基于上述问题，本发明提出了一种多波长分布式光纤传感系统，通过利用波长相关延迟装置降低某一瞬间入纤光功率，提高每个波长的入纤光功率，同时利用波长相关延迟补偿器，使得每个波长的探测光产生的瑞利散射光同时到达探测模块，提升了系统性能。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种多波长的分布式光纤传感系统及方法，该分布式光纤传感系统一定程度上抑制了非线性效应的产生，提升了系统性能，通过波长相关延迟装置使得多个不同波长的脉冲光进入传感光纤的同时降低瞬时入纤峰值光功率。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

提供一种多波长的分布式光纤传感系统，其包括多波长窄线宽激光器、分路器、调制器、波长相关延迟器、波长相关延迟补偿器、解调模块以及上位机；

多波长窄线宽激光器的输出端与分路器的输入端连接，多波长窄线宽激光器用于产生连续激光；分路器的输出端分别与调制器的输入端以及解调模块的输入端连接，分路器用于输出两路连续激光，其中一路连续激光进入调制器，另一路连续激光进入解调模块；调制器的输出端与波长相关延迟器的输入端连接，调制器用于对获取的连续激光进行调制，并输出含有不同波长的脉冲光；波长相关延迟器的输出端与用于与传感光纤的输入端连接，波长相关延迟器用于对获取到的含有不同波长的脉冲光进行分离处理；波长相关延迟补偿器的输入端用于与传感光纤的输出端连接，且波长相关延迟补偿器的输出端与解调模块的输入端连接，波长相关延迟补偿器用于对不同波长的脉冲光在传感光纤内产生的瑞利散射信号光进行补偿，并使补偿后的所有不同波长的瑞利散射信号光同时输送至解调模块；解调模块的输出端与上位机的输入端连接，解调模块用于对获取到的不同波长的瑞利散射信号光进行解调处理得到解调信号，上位机用于对解调信号以及进行处理得到传感信号。

进一步地，波长相关延迟器以及波长相关延迟补偿器均为多个中心波长不同的等间隔FBG串。

进一步地，波长相关延迟器以及波长相关延迟补偿器均包括依次连接的波分复用器、光纤组以及波分复用器，光纤组包括多个不同长度的光纤。

进一步地，波长相关延迟器的多个不同长度的光纤呈等差递增排列，波长相关延迟补偿器的多个不同长度的光纤呈等差递减排列。

第二方面，本方案还提供一种使用上述多波长的分布式光纤传感系统的分布式光纤传感方法，包括以下步骤：

S1、分路器将多波长窄线宽激光器产生的连续激光分为两路连续激光输出，其中一路连续激光作为直流参考光直接进入解调模块，剩下一路连续激光进入调制器；

S2、调制器对获取到的连续激光进行调制后，向波长相关延迟器传输含有多个不同波长的脉冲光；