[发明专利]光纤传感信号预处理装置及其方法

权利要求书

1.一种光纤传感信号预处理装置，包括：

探测装置（100），用于探测预设激光信号经过光纤传输后的得到的待处理信号，生成第一信号，所述第一信号包含第一传感信号，所述第一传感信号为信号强度随距离增加而衰减的传感信号，所述探测装置（100）为分布式光纤振动仪外差相干探测装置，所述第一信号为通过外差相干检测得到的相干拍频电信号；

波形编译以及数模转换装置（500），用于生成第一模拟控制信号，所述第一模拟控制信号为由预设编译的数字信号转换的模拟信号，还用于生成第二模拟控制信号，所述第二模拟控制信号为带宽可调的模拟信号；

开关装置（200），用于接收来自所述探测装置（100）生成的第一信号，并将第一信号输入到可变增益装置（300），其中，利用加载到所述开关装置（200）上的所述第二模拟控制信号，控制开关装置（200）消除所述第一信号中的端面反射噪声信号，所述开关装置（200）包括开关元件，所述开关元件为射频开关元件；

可变增益装置（300），接收并根据所述第一模拟控制信号恢复所述第一信号中第一传感信号的信号强度随传输距离增加而产生的衰减，生成第二信号，所述第二信号包括第二传感信号和第一低频干扰信号；所述第二传感信号为信号强度不随距离而衰减且电压幅值的动态范围保持在同一量级的传感信号，所述第一低频干扰信号是恢复所述第一信号中第一传感信号的信号强度随传输距离增加而产生的衰减时产生的；

滤波装置（400），用于消除所述第二信号中的所述第一低频干扰信号，以生成包含第二传感信号的信号，还用于消除第二低频干扰信号，所述第二低频干扰信号为消除所述第一信号中的所述端面反射噪声信号时产生的；以及

时序控制装置（600），用于控制所述探测装置（100）和所述波形编译以及数模转换装置（500）的工作状态保持同步。

2.如权利要求1所述的光纤传感信号预处理装置，其中，所述可变增益装置（300）包括直流电源，DC-DC转换器以及可变增益放大器元件；所述直流电源用于输出直流电，使DC-DC转换器正常工作；所述DC-DC转换器用于输出具有稳定的直流电压的直流电，使可变增益放大器元件正常工作。

3.如权利要求1所述的光纤传感信号预处理装置，所述开关装置（200）还包括：直流电源和DC-DC转换器；所述直流电源用于输出直流电，使DC-DC转换器正常工作；所述DC-DC转换器用于输出具有稳定的直流电压的直流电，使所述开关元件正常工作。

4.如权利要求1所述的光纤传感信号预处理装置，其中，所述滤波装置（400）为带宽可调的带通滤波器。

5.如权利要求1所述的光纤传感信号预处理装置，其中，所述波形编译以及数模转换装置（500），包括

现场可编辑逻辑门阵列装置（501），用于生成数字控制信号并将数字控制信号输入到多通道数模转换装置（502），所述数字控制信号为通过编码在现场可编辑逻辑门阵列装置中得到的数字信号；以及，

所述多通道数模转换装置（502），用于将所述数字控制信号转换为模拟控制信号，并将所述模拟控制信号输出。

6.如权利要求1所述的光纤传感信号预处理装置，其中，所述时序控制装置（600）为多通道脉冲延迟发生器。

7.一种利用权利要求1-6任一项所述的光纤传感信号预处理装置的方法，包括：

由探测装置（100）探测预设激光信号分布式光纤传输后的得到的待处理信号，生成第一信号，所述第一信号包含第一传感信号，所述第一传感信号为信号强度随距离增加而衰减的传感信号，所述探测装置（100）为分布式光纤振动仪外差相干探测装置，所述第一信号为通过外差相干检测得到的相干拍频电信号；

通过将波形编译以及数模转换装置（500）提供的所述第一模拟控制信号加载到所述可变增益装置（300），恢复所述第一信号中第一传感信号的信号强度随传输距离增加而产生的衰减，生成第二信号并将所述第二信号输入到滤波装置（400），所述第二信号包括第二传感信号和第一低频干扰信号；所述第二传感信号为信号强度不随距离而衰减且电压幅值的动态范围保持在同一量级的传感信号，所述第一低频干扰信号是恢复所述第一信号中第一传感信号的信号强度随传输距离增加而产生的衰减时产生的；

通过开关装置（200），接收所述探测装置（100）生成的所述第一信号，并将所述第一信号输入到所述可变增益装置（300），所述开关装置（200）在接收所述探测装置（100）生成的所述第一信号时，根据波形编译以及数模转换装置（500）生成的第二模拟控制信号改变开关装置（200）的状态，消除所述第一信号中的端面反射噪声信号，消除所述第一信号中的端面反射噪声信号时产生第二低频干扰信号，所述开关装置（200）包括开关元件，所述开关元件为射频开关元件；

通过所述滤波装置（400），用于消除第二信号中的第一低频干扰信号和所述第二低频干扰信号，生成带有第二传感信号的信号；以及，

提供时序控制装置（600），用于控制所述探测装置（100）和所述波形编译以及数模转换装置（500）的工作状态保持同步。