[发明专利]基于多脉冲多波长的分布式光纤传感系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于多脉冲多波长的分布式光纤传感系统及方法，属于分布式光纤传感器技术领域，包括光源模块、调制模块、延迟模块、耦合模块、脉冲放大模块、前置放大模块、分光系统、干涉模块、信号检测模块、数据处理终端。本发明使用多个光源组合，在一个周期T内注入n个波长的光，通过光纤延迟线控制延迟时间，使光脉冲按照特定顺序依次注入传感光纤，这n个光脉冲产生的后向瑞利散射光通过不同中心反射波长的光栅分开，进入光电探测器后进行光电转换，通过AD采集后得到n条彼此相互独立的OTDR曲线，通过解调n条OTDR曲线，得到n个重复频率为f的相位信息，将n条解调后曲线经过数组交织形成最终结果。

主权项

1.一种基于多脉冲多波长的分布式光纤传感系统，其特征在于：至少包括：光源模块，包括中心波长互不相同的n个窄线宽激光光源；n为大于1的自然数；调制模块，包括n个光纤光调制器和一脉冲信号发生器，每个光纤光调制器的输入端与一个窄线宽激光光源的光源输出端子相耦合，上述脉冲信号发生器的信号输出端子与n个光纤光调制器的调制端子电连接；上述光纤光调制器将窄线宽激光光源输出的光源调制为脉冲光；延迟模块，包括n‑1根光纤延迟线；每根光纤延迟线的延迟时间互不相同，且每根光纤延迟线的延迟时间为m为从0到n‑1的整数；f为脉冲信号发生器的脉冲重复频率；耦合模块，包括一n×1光纤耦合器，上述n个光纤光调制器的一个输出端通过光纤与n×1光纤耦合器的一个输入端相耦合，上述n个光纤光调制器的其他n‑1个输出端分别通过1根光纤延迟线与n×1光纤耦合器的一个输入端相耦合；脉冲放大模块，包括一脉冲光放大器，该脉冲光放大器的信号输入端子与n×1光纤耦合器的信号输出端子通过光纤连接；前置放大模块，包括一前置放大器，上述脉冲光放大器的信号输出端子依次通过起偏器、环形器A后分别与传感光纤、前置放大器的信号输入端子连接；分光系统，包括n组分光模块，每组分光模块包括一个环形器B和一个光纤光栅，每组分光模块的环形器B和光纤光栅通过光纤连接，n组分光模块通过光纤依次串接，n个光纤光栅反射的中心波长分别等于n个窄线宽激光光源的中心波长；前置放大器的信号输出端子通过光纤与第一分光模块的环形器B的信号输入端子连接；干涉模块，包括与n个环形器B一一对应的n个光纤干涉组件，每组光纤干涉组件由一个2×2光纤耦合器、一个3×3光纤耦合器和两个法拉旋转镜构成迈克尔逊干涉仪；信号检测模块，包括n个光电探测器，每个光电探测器对应一个光纤干涉组件；数据处理终端，用于接收信号检测模块的输出信号，并对信号进行分析处理。