[发明专利]基于编码脉冲的光纤振动定位装置及方法

摘要

本发明涉及分布式光纤传感技术领域，提出了一种基于脉冲编码的光纤振动定位装置，包括激光器、光调制器、第一耦合器、参考光纤、传感光纤、第二耦合器、压电陶瓷、光电探测器、模数转换器、信号同步模块、编码模块、时钟模块、第一电压转换电路、编码信号输出模块、第二电压转换电路、光调制器驱动、数模转换器和上位机。本发明还提供了一种基于以上装置的方法。本发明通过记录振动从产生到编码模块探测到该振动信号这段时间，光纤内传输的光脉冲串数量，由此定位振动发生的位置，相较双马赫‑泽德干涉实现振动的定位装置结构更简单、定位精度更高，可以广泛应用于光纤传感技术领域。

主权项

1.一种基于脉冲编码的光纤振动定位装置，其特征在于，包括激光器（1）、光调制器（2）、第一耦合器（3）、参考光纤（4）、传感光纤（5）、第二耦合器（6）、压电陶瓷（7）、光电探测器（8）、模数转换器（9）、信号同步模块（10）、编码模块（11）、时钟模块（12）、第一电压转换电路（13）、编码信号输出模块（14）、第二电压转换电路（15）、光调制器驱动（16）、数模转换器（17）和上位机（18）；所述激光器（1）输出的激光经光调制器（2）后，输出到第一耦合器（3）的输入端，所述第一耦合器（3）的第一和第二输出端分别与参考光纤（4）、传感光纤（5）的一端相连，所述参考光纤（4）、传感光纤（5）的另一端分别与第二耦合器（6）的第一和第二输入端相连，所述传感光纤（5）的部分光纤缠绕在所述压电陶瓷（7）上；所述第二耦合器（6）的输出端输出的信号由所述光电探测器（8）探测；所述光电探测器（8）的信号输出端与模数转换器（9）的输入端连接，模数转换器（9）的输出端与所述信号同步模块（10）的输入端连接，所述信号同步模块（10）的输出端分别与所述编码模块（11）和数模转换器（17）连接，所述编码模块（11）的第一输出端通过编码信号输出模块（14）、第二电压转换电路（15）、光调制器驱动（16）与所述光调制器（2）的控制端连接，所述编码模块（11）的第二输出端通过所述第一电压转换电路（13）与所述压电陶瓷（7）的输入端连接；所述时钟模块（12）输出端分别与模数转换器（9）、信号同步模块（10）和编码模块（11）的时钟输入端连接；所述编码模块（11）用于从第一输出端输出调制信号至所述光调制器（2），使所述激光器（1）产生的光经光调制器（2）后，形成由N个周期为T的短脉冲构成的编码脉冲，所述编码脉冲的脉宽大于等于激光在所述传感光纤（5）内的传输时间；所述信号同步模块（10）用于在所述光电探测器（8）接收到首个短脉冲信号时，激发所述编码模块（11）从第二输出端输出触发信号至所述压电陶瓷（7）激发其发生形变，模拟传感光纤（5）收到的振动。