[发明专利]一种复合型光纤传感系统和传感方法

摘要

本发明公开了一种复合型光纤传感系统和传感方法，本发明拥有和相敏OTDR一样的定位精度，同时可以获得振动的高频细节，进而进行精确的振动类型识别，有效降低系统的误报率。由于相敏OTDR使用反向瑞利散射光进行探测，其反射光强度极低，而干涉仪光强功率大，导致相敏OTDR的光信号易被淹没于干涉仪的信用中。引入FBG，系统成功实现了干涉仪和散射仪的光路结合以及光信号分离，使得系统结构相对简单，成本较低。通过对超窄线宽激光光源的瑞丽散射信号进行改进型移动平均算法和小波信息熵算法可得到振动精确位置。窄线宽激光光源的干涉信号则包含丰富频率信息，对其进行小波包分解，经由神经网络可判别出振动种类，降低了误报率。

主权项

一种复合型光纤传感系统，包括：用于振动检测的传感光纤，还包括：正向注入传感光纤的超窄线宽激光光源，其特征在于，超窄线宽激光光源发出的连续探测光经过一个声光调制器调制为脉冲光，再经过第一掺铒光纤放大器放大后，通过第一环形器注入传感光纤；背向瑞利散射光反向到达第一环形器，从另一端口通过第二掺铒光纤放大器、第二环形器到达光纤布拉格光栅；窄线宽激光光源发出的探测光经过第一1:1耦合器分为2束，一束通过隔离器反向注入传感光纤，另一束通过第一偏振控制器反向注入参考臂光纤；选取超窄线宽激光光源和窄线宽激光光源的激光频率，使超窄线宽激光光源的激光频率落在光纤布拉格光栅的反射带内，窄线宽激光光源的激光频率处在光纤布拉格光栅的通带内；瑞利散射光将被光纤布拉格光栅反射重新进入第二环形器，并从第二环形器的另一出口到达第一光电探测器，光信号转换为电信号，并被第一采集卡采集；窄线宽激光光源的探测光和反射功率低于1％的瑞利散射光通过光纤布拉格光栅，与通过参考臂光纤的探测光在第三1:1耦合器处发生干涉；干涉光由第二光电探测器检测到，转化为光信号，经第二采集卡采集后传输给计算机进行处理。