[发明专利]一种基于差分放大技术的分布式传感系统

摘要

本发明公开了一种基于差分放大技术的分布式光纤传感系统。由光路检测和电路解调两部分组成；光路上采用两种不同频率的微波信号调制到信号光上一路微波信号的频率在布里渊频移频率内，另一路微波信号的频率较布里渊频移频率稍低；电路上则采用功分器将两路信号分开并分别滤波、解调，再进行差分放大的方式将解调后的信号放大。采用差分放大的结构将数据采集卡采集到的信号在特定幅度区间进行放大，解决了在分布式布里渊时域分析传感系统中上位机数据采集卡量程受限，在直流分量很大的时候不能满足数据采集的精确度导致系统测量的准确性降低的问题。本发明装置工作稳定，在多次测量中都能较准确的测量出温度(或应力)变化的位置和温度值(或应力值)。

主权项

一种基于差分放大技术的分布式传感系统，其特征在于，由光路检测和电路解调两部分组成；光路上采用两种不同频率的微波信号调制到信号光上：一路微波信号的频率在布里渊频移频率内，另一路微波信号的频率较布里渊频移频率稍低；电路上则采用功分器将两路信号分开并分别滤波、解调，再进行差分放大的方式将解调后的信号放大，实现减去直流分量，减小量化噪声的目的，其具体结构为：可调分布式反馈激光器(1)输出的连续光经光耦合器(2)后分为两路，一路由声光调制器(3)调制后进入到掺铒光纤放大器(4)进行放大，经第一光滤波器(5)滤波进入光环形器(11)；另一路光经偏振控制器(6)进入电光调制器(7)之后进入偏振扰偏器(8)、光隔离器(9)，然后作为探测光进入传感光纤(10)后进入光环形器(11)；通过光环形器(11)，泵浦光与探测光在传感光纤中相遇，产生受激布里渊放大之后通过环形器进入接收端，即经掺铒光纤放大器(12)、第二光滤波器(13)后，由光电探测器(14)将光信号转换为电信号；之后再在混频器(18)中与压电振荡器(19)产生的9.8GHz本振信号混频，实现降频，通过放大器(20)放大进入第二功分器(21)后分成两路信号，分别通过两个不同频率的带通滤波器(22和23)和两个对数检波器(24和25)将信号分别解调出来，两路信号再同时进入差分放大器(26)，实现差分放大，减去直流分量，之后用数据采集卡(27)采集并用上位机(28)处理；还包括第一功分器(17)，所述第一功分器(17)接收两个微波源(15、16)混合产生一个调制电光调制器(7)的微波调制信号。