本發(fā)明涉及光纖傳感領(lǐng)域，尤其涉及一種低成本多事件定位的分布式光纖振動傳感領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

光纖振動傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、探測范圍大、靈敏度高、響應(yīng)頻率寬、抗電磁干擾能力強、隱蔽性強、環(huán)境要求低等特點?？梢杂糜诖笮凸I(yè)場所的實時監(jiān)控，以及一些危險場所的實時監(jiān)控、安全防護(hù)和報警處理。因此，研究定位型分布式光纖傳感系統(tǒng)是一個非常有應(yīng)用前景和實際意義的課題。

目前，可實現(xiàn)定位的光纖振動傳感系統(tǒng)主要有兩類：一類是基于雙M-Z干涉原理的光纖振動傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)可實現(xiàn)長距離檢測，并能定位振動事情發(fā)生的位置，但基于雙M-Z原理的振動信號定位方法只能定位單個事件，無法實現(xiàn)對多個事件進(jìn)行同時定位。另一類是基于光時域反射（OTDR）原理的分布式光纖振動傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有定位準(zhǔn)確、操作簡單、探測距離長的特點，但是該系統(tǒng)是基于窄線寬光信號在光纖中后向散射光的自干涉效應(yīng)實現(xiàn)振動傳感，系統(tǒng)需要采用超窄線寬激光器和聲光調(diào)制器，系統(tǒng)的成本非常高，只能在高端場所應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)簡單、低成本的多事件定位型分布式光纖振動傳感裝置，在確保探測距離和定位精度的前提下，大大降低了系統(tǒng)的成本。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明一種低成本定位型光纖振動傳感裝置包括激光器、脈沖光調(diào)制器、脈沖驅(qū)動器、光放大器、光隔離器、耦合器、傳感光纖、光電探測器、數(shù)據(jù)采集處理模塊。

所述激光器采用半導(dǎo)體激光器，發(fā)出中心波長為1310nm光譜寬度為40nm的連續(xù)光信號。

所述的脈沖光調(diào)制器采用電光調(diào)制器，將半導(dǎo)體激光器發(fā)出的連續(xù)光信號調(diào)制成10ns-200ns的脈沖光信號。

所述的脈沖驅(qū)動器采用XC3S50AN型高速FPGA芯片實現(xiàn)，輸出寬度可調(diào)的電脈沖信號，用于驅(qū)動脈沖光調(diào)制器。

所述的光放大器采用摻餌光纖放大器，實現(xiàn)對脈沖光信號進(jìn)行放大。

所述的光隔離器采用中心波長為1310nm的光纖型光隔離器，防止后向散射光返回到光放大器和半導(dǎo)體激光器中對器件造成損傷。

所述耦合器采用中心波長為1310nm的光纖耦合器，將注入的光信號分成兩路輸出。

所述的傳感光纖采用G652普通單模光纖，其損耗參數(shù)為0.35dB/km@1310nm，0.20dB/km@1550nm。

所述的光電探測器采用PIN型硅材料光電探測器，其探測光譜范圍我800-1700nm。

所述的數(shù)據(jù)采集處理單元采用100MHz數(shù)據(jù)采集卡加工業(yè)處理計算機實現(xiàn)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種低成本的多事件定位型分布式光纖振動傳感裝置。激光器輸出的連續(xù)光信號被脈沖光調(diào)制器調(diào)制成脈沖光信號，再經(jīng)過光放大器放大后通過光隔離器輸入到耦合器的其中一個端口上。輸入到耦合器中的脈沖光信號被耦合器分成兩路光，分別注入到兩路傳感光纖中。兩路傳感光纖中后向散射回來的光信號又回到耦合器上，在耦合器中進(jìn)行干涉。干涉后的后向散射光信號經(jīng)過耦合器的另一個輸入端口輸入到光電探測器中轉(zhuǎn)換成電信號。光電探測器輸出的電信號經(jīng)高速AD采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸入到處理器中進(jìn)行處理得到振動信號及其位置信息。脈沖驅(qū)動器產(chǎn)生寬度可調(diào)的電脈沖信號，驅(qū)動脈沖光調(diào)制器將連續(xù)光信號調(diào)制成一定寬度的脈沖光信號，同時輸出同步脈沖信號給AD采集卡，驅(qū)動AD采集同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

本發(fā)明的優(yōu)點在于能夠?qū)崿F(xiàn)對多個振動事件同時進(jìn)行定位，并且具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低等特點。

附圖說明

圖1為一種低成本多事件定位型分布式光纖振動傳感裝置結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種結(jié)構(gòu)簡單、低成本的多事件定位型分布式光纖振動傳感裝置，在確保探測距離和定位精度的前提下，大大降低了系統(tǒng)的成本。

本發(fā)明低成本多事件定位型分布式光纖振動傳感裝置如圖1所示，該裝置包括激光器1、脈沖光調(diào)制器2、光放大器3、光隔離器4、耦合器5、傳感光纖6、傳感光纖7、光電探測器8、數(shù)據(jù)采集處理模塊9、脈沖驅(qū)動器10。激光器1輸出的連續(xù)光信號被脈沖光調(diào)制器2調(diào)制成脈沖光信號，再經(jīng)過光放大器3放大后通過光隔離器4輸入到耦合器5的其中一個輸入端口上。輸入到耦合器中的脈沖光信號被耦合器分成兩路，分別注入到傳感光纖6和傳感光纖7中。傳感光纖6和傳感光纖7中后向散射回來的光信號又返回匯合到耦合器5上，在耦合器5中進(jìn)行干涉。干涉后的后向散射光信號經(jīng)過耦合器5的另一個輸入端口輸入到光電探測器8中轉(zhuǎn)換成電信號。光電探測器8輸出的電信號輸入到數(shù)據(jù)采集處理模塊9中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和處理得到振動信號及其位置信息。脈沖驅(qū)動器10產(chǎn)生寬度可調(diào)的電脈沖信號，驅(qū)動脈沖光調(diào)制器2將連續(xù)光信號調(diào)制成一定寬度的脈沖光信號，同時輸出同步脈沖信號給數(shù)據(jù)采集處理模塊，驅(qū)動數(shù)據(jù)采集處理模塊同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。