[发明专利]一种超长距离分布式光纤多参量并行传感系统及方法

权利要求书

1.一种超长距离分布式光纤多参量并行传感系统，其特征在于，包括：

激光器，用于产生脉冲信号；

第一中继放大模块，与所述激光器的输出端电连接，用于对所述脉冲信号做放大处理，得到第一放大信号；

至少一个光纤传感模块，所述光纤传感模块的输入端与所述第一中继放大模块的输出端电连接，用于利用所述第一放大信号对外界环境的物理特征参量进行感知，得到感知信号；

探测模块组，所述探测模块组的输入端与所述光纤传感模块的输出端电连接，用于从所述感知信号中探测到外界环境的温度信息、应变信息和振动信息。

2.根据权利要求1所述的超长距离分布式光纤多参量并行传感系统，其特征在于，还包括：

脉冲调制器，所述脉冲调制器的输入端与所述激光器的输出端电连接，所述脉冲调制器的输出端与所述第一中继放大模块的输入端电连接；

所述脉冲调制器对所述脉冲信号做脉冲调制处理得到调制信号；

所述第一中继放大模块对所述调制信号做放大处理，得到所述第一放大信号。

3.根据权利要求1所述的超长距离分布式光纤多参量并行传感系统，其特征在于，所述光纤传感模块包括：

环形器，所述环形器的第一端口作为所述光纤传感模块的输入端，与所述第一中继放大模块的输出端电连接；第三端口和第四端口与所述探测模块组的输入端电连接；

一根传感光纤，与所述环形器的第二端口电连接，用于利用所述第一放大信号对外界环境的物理特征参量进行感知，得到所述感知信号。

4.根据权利要求3所述的超长距离分布式光纤多参量并行传感系统，其特征在于，

所述探测模块组包括第一探测模块、第二探测模块和解调器；

所述第一探测模块的输入端与所述环形器的第三端口电连接，所述第一探测模块的输出端与所述解调器的输入端电连接，用于从所述感知信号中分离出拉曼散射分量；

所述第二探测模块与所述环形器的第四端口电连接，所述第二探测模块的输出经所述环形器的第五端口进入所述解调器，用于从所述感知信号中分离出瑞利散射分量；

所述解调器的输入端与所述环形器的第五端口电连接，用于对所述拉曼散射分量进行解调得到外界环境的温度信息和应变信息；还用于对所述瑞利散射分量进行解调得到外界环境的振动信息。

5.根据权利要求3所述的超长距离分布式光纤多参量并行传感系统，其特征在于，所述传感光纤为单模光纤或多模光纤。

6.根据权利要求1所述的超长距离分布式光纤多参量并行传感系统，其特征在于，若所述光纤传感模块为多个，所述超长距离分布式光纤多参量并行传感系统还包括：

光耦合器；所述光耦合器的输入端与所述第一中继放大模块的输出端电连接，所述光耦合器的每个输出端与一个所述光纤传感模块的输入端电连接，用于将所述第一放大信号耦合为多个耦合信号；

第二中继放大模块组；所述第二中继放大模块组包括多个第二中继放大模块；

每个所述第二中继放大模块的输入端与所述光耦合器的一个输出端电连接，每个所述第二中继放大模块的输出端与一个所述光纤传感模块的输入端电连接，用于对所述耦合信号做放大处理，得到第二放大信号；所述光纤传感模块利用所述第二放大信号对外界环境的物理特征参量进行感知，得到所述感知信号。

7.根据权利要求4所述的超长距离分布式光纤多参量并行传感系统，其特征在于，所述第一探测模块包括：

拉曼散射耦合器，所述拉曼散射耦合器的输入端作为所述第一探测模块的输入端，与所述环形器的第三端口电连接；

光纤布拉格光栅，与所述拉曼散射耦合器的输出端电连接；

光电二极管组，与所述光纤布拉格光栅的输出端电连接；所述光电二极管组包括多个并联的光电二极管；

所述光电二极管组的输出端作为所述第一探测模块的输出端，与所述解调器的输入端电连接；

利用所述第一探测模块在所述感知信号中分离出所述拉曼散射分量。