[发明专利]采用弱反射FBG的分布式传感网络及其各FBG的精确定位方法

摘要

采用弱反射FBG的分布式传感网络及其各FBG的精确定位方法，该传感网络包括弱反射FBG阵列和定位系统，弱反射FBG阵列由串联在光路中的N组弱反射FBG组成，每个弱反射FBG组中包括M个依次顺序设置的弱反射FBG，且每个FBG组中的各弱反射FBG的中心波长均不相同，定位系统包括设置在弱反射FBG阵列始端的可调谐激光光源、探测器和计算单元，以及设置在末端的全反射面，传感网络中设有参考反射点，可调谐激光光源依次发送相应波长的光脉冲，通过探测器获得参考反射点以及第i个反射波长为λm的弱反射FBG的直接反射时间和间接反射时间tn、t′n、tmi、t′mi，根据得到任意弱反射FBG与参考反射点之间的距离。本发明能提高分布式光纤传感网络中的空间分辨率，增加传感器布放的数量和距离。

主权项

1.采用弱反射FBG的分布式传感网络，包括弱反射FBG阵列和定位系统，所述弱反射FBG阵列由串联在光路中的N个弱反射FBG组组成，每个所述FBG组中包括M个依次顺序布置的弱反射FBG，且每个FBG组中的M个所述弱反射FBG的中心反射波长均不相同，N≥2，M≥2，其特征在于：所述定位系统包括：可调谐激光光源，设置在所述弱反射FBG阵列的始端，所述光路上设有参考反射点，所述可调谐激光光源依次发射与所述参考反射点及待扫描弱反射FBG中心波长相同的光脉冲；全反射面，设置在所述弱反射FBG阵列的末端；探测器，设置在所述弱反射FBG阵列的始端，探测所述参考反射点的直接反射时间t_n和间接反射时间t′_n，以及每个所述弱反射FBG的直接反射时间t_mi以及间接反射时间t′_mi，所述间接反射时间为相应波长的光脉冲透过所述参考反射点或相应的所述弱反射FBG并经全反射面、参考反射点或弱反射FBG、全反射面再次反射回探测器的时间；计算单元，设置在所述FBG阵列的始端，根据计算公式得到第i组中反射波长为λ_m的弱反射FBG与参考反射点之间的距离d_mi-d_n，i＝1、……、N；式中，d_mi为第i组中反射波长为λ_m的弱反射FBG到所述弱反射FBG阵列始端的距离，d_n为所述参考反射点到所述弱反射FBG阵列始端的距离，c为光速。