[发明专利]一种抑制共模噪声的分布式光纤传感系统及其抑制方法

摘要

本发明公开了一种抑制共模噪声的分布式光纤传感系统及其抑制方法。本发明选取分布式光纤传感系统中的一段光纤进行隔声隔振处理，作为参考光纤，得到此段参考光纤的信号，由于不受外界环境干扰，只包含共模噪声信号，再将分布式光纤传感系统中其他位置的信号减去参考光纤得到的信号，从而消除分布式光纤传感系统中的共模噪声；参考光纤可以任意选择，并适用于光纤水听器阵列系统、加速度传感器阵列系统或传感光纤等基于背向散射原理的分布式光纤传感系统；在不额外添加结构的基础上，有效抑制分布式光纤传感系统中的共模噪声信号。

主权项

1.一种抑制共模噪声的分布式光纤传感系统，其特征在于，所述分布式光纤传感系统包括：窄线宽激光器、第一耦合器、第一声光调制器、第二声光调制器、延时光纤、第二耦合器、第一掺铒光纤放大器、环形器、第二掺铒光纤放大器、滤波器、光电探测器、数据采集卡、工控机以及隔声隔振装置；其中，选取分布式光纤传感系统中一段光纤置于隔声隔振装置中，进行隔声隔振处理，作为参考光纤；所述窄线宽激光器发出连续激光；经第一耦合器后，均匀分成两路，一路经过第一声光调制器被移频f₁并被调制成第一脉冲光，另外一路经过第二声光调制器被移频f₂并被调制成第二脉冲光，第一脉冲光与第二脉冲光之间的频率差Δf＝f₁‑f₂即为外差频率；第二脉冲光经过长度为L_d的延时光纤，与第一脉冲光在时域上分开；第一脉冲光和第二脉冲光经过第二耦合器合光后，得到一前一后的两个脉冲，形成一个外差脉冲对，外差脉冲对的外差频率为Δf，外差脉冲对的间隔为L_d；外差脉冲对先经过第一掺铒光纤放大器放大后，通过第一口进入环形器，通过环形器的第二口注入基于背向散射原理的分布式光纤传感系统；外差脉冲对在基于背向散射原理的分布式光纤传感系统中产生背向瑞利散射信号，作为外差信号；分布式光纤传感系统接收到的外界信号调制到外差信号的外差频率上；外差信号通过环形器的第三口进入第二掺铒光纤放大器，经过第二掺铒光纤放大器放大后，经过滤波器滤除噪声；然后到达光电探测器，由高速的数据采集卡采集信号，最后在工控机上进行信号的外差解调，从而得到分布式光纤传感系统的信号；选取参考光纤处的信号，此段信号不受外界环境干扰，从而得到共模噪声信号；将分布式光纤传感系统中所有位置得到的信号，减去共模噪声信号，从而得到分布式光纤传感系统中消除共模噪声的外界信号；其中，f₁≠f₂，L_d＞0。