[发明专利]一种分布式振动传感系统及其应用

摘要

本发明涉及光学工程、光纤光学和信号处理技术领域，具体为一种分布式振动传感系统及其应用。本发明通过使用一根多芯光缆作为传感光缆，其中的多根平行传感纤芯采用相邻纤芯首尾连接的方式，在光缆骨架支撑下保持平行分布，纤芯数为2～8芯。利用单缆多芯的振动信号的一致性，即每根芯的振动位置和信号一致；处理接收到的信号以检测受到轮轨振动而产生的光纤振动信号，从而获取和增强轮轨振动相关时频域信息。实现对相同或相邻位置处接收振动信号的叠加处理，在保持系统方案硬件组成和系统成本不增加的同时，极大提高了系统信噪比，增强了在轮轨振动关系检测中的灵敏度，以获取和增强轮轨振动相关时频域信息。

主权项

一种分布式振动传感系统，包括光源、声光调制器、波形发生器、2个脉冲放大器、2个滤波器、环形器、探测器、数据采集卡、信号处理装置和传感装置组成，其特征在于：中心波长1550nm的高相干窄线宽光源输出连续光，经声光调制器调制为脉冲光，声光调制器由波形发生器驱动；声光调制器输出的脉冲光依次经第一脉冲放大器放大以及第一滤波器抑制噪声后，通过环形器的1端口耦合经其2端口输至传感装置中；从传感装置反射回来的光信号经环形器2端口传输至3端口，再耦合进第二脉冲放大器放大，再由第二滤波器滤除掉第二脉冲放大器放大产生的噪声和没有消耗完的泵浦光在传感装置中产生的散射光后，送入具有增益可调和滤波功能的探测器；数据采集卡采集探测器输出的电信号，并送入信号处理装置中进行数据处理；数据采集卡由波形发生器同步触发采集，波形发生器由独立的软件控制；信号处理装置，对采集的信号进行处理以获取到传感装置中传感光缆上不同位置受到外力作用的振动信号中所包含的时频域信息；所述传感装置由接入光缆、传感光缆组成；接入光缆实现环形器与传感光缆间的光信号传输；传感光缆是一根多芯光缆，多芯光缆中包含多根平行光纤芯，多根平行光纤芯之间采用相邻纤芯首尾连接的方式，多根纤芯在光缆骨架支撑下保持平行分布，纤芯数为2～8芯。