[发明专利]分布式光纤声波传感装置、探测信号处理装置及传感系统

权利要求书

1.一种分布式光纤声波传感装置，其特征在于，包括：

光源，用于发射光；

第一级耦合器模块，与所述光源连接，用于将所述光进行分光后获得四路光；

第二级耦合器模块，与所述第一级耦合器模块连接，用于将四路光中的每一路光分光成两路光；

调制放大模块，与所述第二级耦合器模块连接，用于将第二级耦合器模块分光后的四路光分别进行调制放大；

环形器模块，用于将调制放大后的四路光进行耦合以获得四路耦合光，以及用于接收四芯光缆的探测信号；

绕线器模块，用于连接四芯光缆，且分别缠绕所述四芯光缆中四种不同长度的光纤，并将四路耦合光分别输送至四芯光缆中；

第三级耦合器模块，分别与所述环形器模块和所述第二级耦合器模块连接，用于将第二级耦合器模块分光后的另外四路光和四芯光缆的探测信号进行耦合，获得四路探测耦合信号；

探测模块，与所述第三级耦合器模块连接，用于对所述四路探测耦合信号分别进行光电转换处理，获得四路探测电信号。

2.根据权利要求1所述的分布式光纤声波传感装置，其特征在于，所述四芯光缆包括四根光纤，所述绕线器模块包括四个绕线器，每个所述绕线器均与所述四芯光缆连接，且每个所述绕线器上均缠绕不同长度的光纤。

3.根据权利要求2所述的分布式光纤声波传感装置，其特征在于，四个绕线器上缠绕的光纤长度分别为1米、2米、3米和4米。

4.根据权利要求1所述的分布式光纤声波传感装置，其特征在于，所述第一级耦合器模块包括一个1分4耦合器，所述第二级耦合器模块包括4个1分2耦合器，所述第三级耦合器模块包括4个2分2耦合器，

所述1分4耦合器能够将所述光源发射的光分成四路光；

每个所述1分2耦合器均能够将四路光中的一路光分成两路光；

每个所述2分2耦合器均能够将所述1分2耦合器后的一路光与一路探测信号进行耦合后分成一路探测耦合信号。

5.根据权利要求4所述的分布式光纤声波传感装置，其特征在于，所述调制放大模块包括四个声光调制器和四个脉冲放大器，每个所述声光调制器的输入端均连接一个1分2耦合器，每个声光调制器的输出端均连接一个脉冲放大器，

每个所述声光调制器均能够对所述1分2耦合器的一路光进行调制以获得调制信号；

每个所述脉冲放大器均能够对所述调制信号进行放大。

6.根据权利要求4所述的分布式光纤声波传感装置，其特征在于，所述探测模块包括四个探测器，每个探测器均连接一个2分2耦合器的输出端，每个探测器均用于对所述2分2耦合器输出的光信号进行探测，并获得探测电信号。

7.一种高分辨率探测信号处理装置，其特征在于，用于对权利要求1至6中任意一项所述的分布式光纤声波传感装置所获得的探测电信号进行处理，以获得空间分辨率的计算结果。

8.根据权利要求7所述的高分辨率探测信号处理装置，其特征在于，所述高分辨率探测信号处理装置包括：

相位解调模块，用于对所述探测电信号进行相位解调以获得解调信号；

空间分辨率计算模块，用于根据所述解调信号计算空间分辨率。

9.根据权利要求8所述的高分辨率探测信号处理装置，其特征在于，所述空间分辨率计算模块包括：

相位信号差分值计算单元，用于根据所述解调信号计算待测光纤上任意两点间的相位信号差分值；

空间分辨率计算单元，用于根据所述相位信号差分值和光纤传输速度计算空间分辨率。

10.一种分布式光纤声波传感系统，其特征在于，包括：脉冲信号发生器、数据采集卡、服务器和权利要求1至6中任意一项所述的分布式光纤声波传感装置，所述服务器包括权利要求7至9中任意一项所述的高分辨率探测信号处理装置，所述高分辨率探测信号处理装置与所述分布式光纤声波传感装置通过所述数据采集卡通信连接，所述脉冲信号发生器与所述数据采集卡通信连接，

所述脉冲信号发生器用于向所述数据采集卡提供触发信号；

所述分布式光纤声波传感装置用于根据光源发出的光对四芯光缆中的信号进行探测并获得探测电信号；

所述数据采集卡能够将模拟探测电信号转换为数字探测电信号；

所述高分辨率探测信号处理装置能够根据所述数据探测电信号进行计算处理获得高空间分辨率的计算结果。