[发明专利]一种扰动波形和位置同时测量的光纤传感装置和解调方法

摘要

一种扰动波形和位置同时测量的光纤传感装置和解调方法，所述装置包括双波长Sagnac干涉仪、光电探测器以及信号解调部分。搭建双波长Sagnac干涉仪实现对扰动信号的感知；在信号解调部分，采用基于3×3耦合器的不对称相除算法，正确解调扰动信号波形，通过相位比值定位法得出扰动位置。本发明的优点是：在光路部分，双波长Sagnac干涉仪复用同一传感光纤，可提高系统信噪比；在解调算法部分，基于3×3耦合器的不对称相除算法采样频率低、不需要载波信号、抗光强干扰、无谐波失真，相位比值定位法可对任意频率的扰动信号进行定位。

主权项

1.一种扰动波形和位置同时测量的光纤传感装置，其特征在于包括光源、双波长复用Sagnac干涉仪、四个光电探测器以及包含四个预处理电路和两路数字处理部分的解调电路；光源与双波长复用Sagnac干涉仪的输入端相连，双波长复用Sagnac干涉仪的四个输出端的每条支路均连接一个光电探测器，第一路输出端与第一光电探测器连接，第二路输出端与第二光电探测器连接，第三路输出端与第三光电探测器连接，第四路输出端与第四光电探测器连接，各光电探测器输出的电信号分别经过第一路至第四路预处理电路中与之对应的一路后分别输入两路数字处理部分中，其中，第一路和第三路对应第一路数字处理部分，第二路和第四路对应第二路数字处理部分；所述双波长复用Sagnac干涉仪有一个输入端，四个输出端，其构成包括：3×3耦合器、1×2耦合器、延迟光纤、波长为λ1的第一窄带滤波器、波长为λ2的第二窄带滤波器、传感光纤以及两个波分复用器(WDM)；其组成方式为:3×3耦合器的b端口作为双波长复用Sagnac干涉仪的输入端，3×3耦合器的d端口连接一段延迟光纤，延迟光纤的另一端与第一窄带滤波器相连，第一窄带滤波器的另一端与1×2耦合器的g端口相连；3×3耦合器的e端口连接第二窄带滤波器，第二窄带滤波器的另一端连接1×2耦合器h端口，1×2耦合器的j端口与传感光纤相连，传感光纤的另一端与3×3耦合器的f端口相连；3×3耦合器a端口和c端口分别与第一和第二WDM的输入端相连，第一WDM的2个输出端与第二WDM的2个输出端作为双波长复用Sagnac干涉仪的四个输出端；第一WDM的两路输出称为第一路和第二路输出，第二WDM的两路输出称为第三路和第四路输出。