本發(fā)明涉及分布式監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)及其傳感方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)光纖受到外界環(huán)境(如溫度、壓力、振動(dòng)等)影響時(shí),光纖中傳輸光的強(qiáng)度、相位、頻率等參量將會(huì)相應(yīng)的變化，通過(guò)檢測(cè)傳輸光的這些參量便可以獲得相應(yīng)物理量，這種技術(shù)稱為光纖傳感技術(shù)。

相對(duì)于傳統(tǒng)的電量型傳感器，光纖傳感器具有靈敏度高、抗電磁干擾、體積小、價(jià)格便宜、可進(jìn)行遠(yuǎn)距離分布式測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，因此自20世紀(jì)70年代末以來(lái)，光纖傳感技術(shù)得到廣泛的發(fā)展，出現(xiàn)了基于瑞利散射、布里淵散射、拉曼散射等分布式光纖傳感技術(shù)，其中瑞利散射屬于彈性散射，相對(duì)于拉曼和布里淵散射有著更高的能量，因此更容易被檢測(cè)到，目前有很多基于瑞利散射的分布式光纖傳感技術(shù)方面的研究，基于瑞利散射的相干光時(shí)域反射(cotdr)技術(shù)和相位敏感光時(shí)域反射(φ-otdr)技術(shù)是兩種比較常見(jiàn)的分布式光纖傳感技術(shù)。

光纖某區(qū)域內(nèi)的溫度或應(yīng)力發(fā)生變化時(shí)，由于熱膨脹或彈光效應(yīng)，該區(qū)域內(nèi)光纖的折射率、密度及散射點(diǎn)之間的距離將發(fā)生變化，從而致使該區(qū)域內(nèi)的后向瑞利散射光的相位發(fā)生改變。由于光纖變化區(qū)域內(nèi)的散射光返回到檢測(cè)端時(shí)，光相位差發(fā)生改變，因此，后向瑞利散射光的強(qiáng)度和功率將會(huì)隨之發(fā)生變化。

cotdr技術(shù)則是通過(guò)檢測(cè)后向瑞利散射光強(qiáng)度的變化和入射光脈沖與檢測(cè)到的后向瑞利散射信號(hào)之間的時(shí)延差，就可以確定光纖溫度和應(yīng)變變化發(fā)生的具體位置以及變化量的分布情況。cotdr技術(shù)是目前主要的一種可準(zhǔn)確測(cè)量光纖應(yīng)變大小的分布式光纖傳感技術(shù)，盡管理論上光纖在受到外界振動(dòng)影響時(shí)會(huì)同時(shí)產(chǎn)生應(yīng)變變化，但是由于該技術(shù)對(duì)應(yīng)變測(cè)量速度較慢，通常需要3分鐘以上，因此，cotdr技術(shù)難以用于測(cè)量振動(dòng)。

φ-otdr技術(shù)則是利用傳感系統(tǒng)的輸出脈沖寬度區(qū)域內(nèi)反射回來(lái)的瑞利散射光相干干涉結(jié)果，因而能夠探測(cè)到更微弱的擾動(dòng)信息，提高系統(tǒng)的響應(yīng)能力。當(dāng)外界的擾動(dòng)導(dǎo)致光纖路徑上某處的折射率發(fā)生變化，從而改變散射光的相位信息，最終使得干涉的光強(qiáng)發(fā)生變化，而擾動(dòng)點(diǎn)的位置也能通過(guò)該光強(qiáng)變化信號(hào)與脈沖注入傳感光纖的間隔時(shí)間來(lái)確定，實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)事件的定位。φ-otdr技術(shù)因其優(yōu)良的綜合性能成為目前最主要的入侵和振動(dòng)分布式傳感監(jiān)測(cè)方法之一，但是干涉因素使得光纖容易受環(huán)境噪聲的影響，對(duì)于應(yīng)變、特別是恒定的應(yīng)變及溫度變化，信號(hào)特別容易被淹沒(méi)，從而使得檢測(cè)不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種既能夠探測(cè)振動(dòng)事件,又能夠檢測(cè)應(yīng)變事件的分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)及其傳感方法。

本發(fā)明提供了一種分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)，包括激光器、第一耦合器、第二耦合器和第三耦合器以及第二偏振控制器，所述激光器通過(guò)一邊帶調(diào)制器與所述第一耦合器的輸入端連接，所述第一耦合器的兩個(gè)輸出端分別為a輸出端和b輸出端，其中所述a輸出端與一背向瑞利散射光形成光路的輸入端連接，所述b輸出端與所述第二偏振控制器的輸入端連接，所述背向瑞利散射光形成光路的輸出端與所述第二耦合器的輸入端連接，所述第二耦合器的兩個(gè)輸出端分別為c輸出端和d輸出端，其中所述c輸出端與一相位敏感時(shí)域反射光路的輸入端連接，所述d輸出端和所述第二偏振控制器的輸出端分別與所述第三耦合器的兩個(gè)輸入端連接，所述第三耦合器的兩個(gè)輸出端分別與一平衡光電檢測(cè)器的兩個(gè)輸入端連接，所述平衡光電檢測(cè)器的輸出端通過(guò)一信號(hào)處理單元和一微波合成器與所述邊帶調(diào)制器連接，所述相位敏感時(shí)域反射光路的輸出端通過(guò)一光電檢測(cè)器與所述信號(hào)處理單元連接。

進(jìn)一步地，所述微波合成器是所述邊帶調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)。

進(jìn)一步地，所述背向瑞利散射光形成光路包括順序連接的脈沖調(diào)制模塊、第一偏振控制器、第一光纖放大器和濾波器，所述脈沖調(diào)制模塊的輸入端與所述a輸出端連接，所述濾波器的輸出端與一環(huán)形器的第一端口連接，所述環(huán)形器的第二端口和第三端口分別與一傳感光纖和所述第二耦合器的輸入端連接。

進(jìn)一步地，相位敏感時(shí)域反射光路包括一第四耦合器、一非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)和一相位調(diào)制器，所述第四耦合器具有一第一輸出端和一第二輸出端，所述非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)的兩個(gè)輸出端分別為e輸出端和f輸出端，所述第四耦合器的輸入端與所述c輸出端連接，所述第一輸出端與所述非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)的輸入端連接，所述e輸出端與所述相位調(diào)制器連接，所述f輸出端和所述相位調(diào)制器分別與一第二frm反射鏡和所述第一frm反射鏡連接，所述第二輸出端通過(guò)一第二光纖放大器與所述光電檢測(cè)器連接。

進(jìn)一步地，所述第三耦合器和所述第四耦合器的耦合比均為50:50。

本發(fā)明提供了另一種分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)，與上述的分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述第二耦合器被一光倒換開(kāi)關(guān)取代，測(cè)振動(dòng)量時(shí)，所述光倒換開(kāi)關(guān)導(dǎo)向連接第四耦合器；測(cè)應(yīng)變量時(shí)，所述光倒換開(kāi)關(guān)導(dǎo)向連接第三耦合器。

本發(fā)明還提供了一種基于上述的分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)的分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感方法，包括以下步驟，

步驟10：通過(guò)微波合成器控制關(guān)閉邊帶調(diào)制器使所述邊帶調(diào)制器只執(zhí)行普通光纖的功能；

步驟20：激光器發(fā)射的激光經(jīng)步驟10中的所述邊帶調(diào)制器后進(jìn)入第一耦合器，被所述第一耦合器分成a路和b路，a路的脈沖光進(jìn)入背向瑞利散射光形成光路并在所述背向瑞利散射光形成光路中形成背向瑞利散射光，b路的脈沖光進(jìn)入所述第二偏振控制器經(jīng)所述第二偏振控制器變成第二偏振態(tài)脈沖光；

步驟30：所述背向瑞利散射光進(jìn)入第二耦合器，被所述第二耦合器分成c路和d路，c路中的脈沖光進(jìn)入相位敏感時(shí)域反射光路，最終被光電探測(cè)器探測(cè)，然后所述光電探測(cè)器將探測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳至信號(hào)處理單元，d路中的脈沖光和步驟20中的所述第二偏振態(tài)脈沖光分別通過(guò)第三耦合器的兩個(gè)輸入端進(jìn)入所述第三耦合器，被所述第三耦合器耦合后的脈沖光經(jīng)所述第三耦合器的兩個(gè)輸出端輸出進(jìn)入平衡光電檢測(cè)器，然后所述平衡光電檢測(cè)器將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳至所述信號(hào)處理單元；

步驟40：若檢測(cè)到的信號(hào)包括振動(dòng)信號(hào)，則所述信號(hào)處理單元直接對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)工作，確定光纖中的振動(dòng)事件發(fā)生的位置；若檢測(cè)到的信號(hào)包括應(yīng)變信號(hào)，則所述信號(hào)處理單元反饋控制所述微波合成器驅(qū)動(dòng)所述邊帶調(diào)制器，然后實(shí)施掃頻，從而所述信號(hào)處理單元確定應(yīng)變事件發(fā)生的位置。

進(jìn)一步地，步驟20中，a路的脈沖光進(jìn)入背向瑞利散射光形成光路后首先經(jīng)過(guò)脈沖調(diào)制模塊，被調(diào)制成脈寬為100ns的脈沖光；步驟40中，掃頻前，設(shè)置所述脈沖調(diào)制模塊將經(jīng)過(guò)的脈沖光調(diào)制成脈寬為10ns的脈沖光。

進(jìn)一步地，步驟30中，相位敏感時(shí)域反射光路具體為：c路中的脈沖光首先進(jìn)入第四耦合器耦合，然后進(jìn)入非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)被其分成e路和f路，e路脈沖光進(jìn)入相位調(diào)制器，與所述相位調(diào)制器中加入的載波混合后被與所述相位調(diào)制器連接的第一frm反射鏡反射回所述第四耦合器中，f路脈沖光直接被與所述非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)連接的第二frm反射鏡反射回所述第四耦合器中，且在與返回的e路脈沖光干涉混合后，由所述第四耦合器輸入到第二光纖放大器放大并由光電探測(cè)器探測(cè)轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：本發(fā)明的一種分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)及其傳感方法，(1)結(jié)合cotdr技術(shù)與φ-otdr技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變及振動(dòng)事件的綜合測(cè)量，大大提高了分布式光纖傳感器的測(cè)量功能和應(yīng)用范圍，并保證測(cè)量精度；(2)運(yùn)用所述非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)，使得相位敏感光時(shí)域反射(φ-otdr)技術(shù)與干涉技術(shù)相結(jié)合，配合相位生成載波等主流解調(diào)方法，使得系統(tǒng)在測(cè)量振動(dòng)信號(hào)時(shí)，可以將φ-otdr技術(shù)的全分布式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)與干涉技術(shù)的測(cè)量精確，快速等優(yōu)勢(shì)相結(jié)合。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)及其傳感方法的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)及其傳感方法的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地描述。

請(qǐng)參考圖1，實(shí)施例一：

當(dāng)外界可能同時(shí)具有應(yīng)變及振動(dòng)事件發(fā)生或者不明確目標(biāo)事件發(fā)生時(shí)，可使用本發(fā)明的實(shí)施例一提供的一種分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)來(lái)綜合測(cè)量。本發(fā)明的實(shí)施例一提供的一種分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)主要包括激光器1、第一耦合器3、第二耦合器12和第三耦合器13以及第二偏振控制器11。

所述激光器1通過(guò)一邊帶調(diào)制器2與所述第一耦合器3的輸入端連接，所述第一耦合器3的兩個(gè)輸出端分別為a輸出端和b輸出端，其中所述a輸出端與一背向瑞利散射光形成光路a的輸入端連接。所述背向瑞利散射光形成光路a包括順序連接的脈沖調(diào)制模塊4、第一偏振控制器5、第一光纖放大器6和濾波器7，所述脈沖調(diào)制模4塊的輸入端與所述a輸出端連接，所述濾波器7的輸出端與一環(huán)形器8的第一端口連接，所述環(huán)形器8的第二端口和第三端口分別與一傳感光纖9和所述第二耦合器12的輸入端連接。所述脈沖調(diào)制模塊4用于將所述激光器1發(fā)射的激光調(diào)制成脈寬為τ、周期為t的脈沖激光。經(jīng)所述第一偏振控制器5調(diào)制后的脈沖光變成了第一偏振態(tài)脈沖光，所述濾波器7用于除去經(jīng)所述第一光纖放大器6放大后的所述第一偏振態(tài)脈沖光中的噪聲，以提高光路中的信噪比。所述第一偏振態(tài)脈沖光從所述環(huán)形器8的第二端口傳入所述傳感光纖9后在所述傳感光纖9中產(chǎn)生背向瑞利散射光，然后該背向瑞利散射光從所述環(huán)形器8的第二端口返回到所述環(huán)形器8，然后再?gòu)乃龅谌丝谶M(jìn)入所述第二耦合器12。

所述第二耦合器12的兩個(gè)輸出端分別為c輸出端和d輸出端，其中所述c輸出端與一相位敏感時(shí)域反射光路b的輸入端連接，所述相位敏感時(shí)域反射光路b包括一第四耦合器14、一非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)22和一相位調(diào)制器15，所述第四耦合器14具有一第一輸出端和一第二輸出端，所述非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)22的兩個(gè)輸出端分別為e輸出端和f輸出端，所述第四耦合器14的輸入端與所述c輸出端連接，所述第一輸出端與所述非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)22的輸入端連接，所述e輸出端與所述相位調(diào)制器15連接，所述f輸出端和所述相位調(diào)制器15分別與一第二frm反射鏡17和所述第一frm反射鏡16連接，所述第二輸出端通過(guò)一第二光纖放大器19與所述光電檢測(cè)器20連接，而所述光電檢測(cè)器20與信號(hào)處理單元21連接連接。

再另一實(shí)施例中，為了進(jìn)一步提高信噪比和檢測(cè)精度，所述第二光纖放大器19通過(guò)一濾波器與所述光電檢測(cè)器20連接。

所述b輸出端與所述第二偏振控制器11的輸入端連接，脈沖光經(jīng)所述第二偏振控制器11調(diào)制成第二偏振態(tài)脈沖光。所述d輸出端和所述第二偏振控制器11的輸出端分別與所述第三耦合器13的兩個(gè)輸入端連接，所述第三耦合器13的兩個(gè)輸出端分別與一平衡光電檢測(cè)器18的兩個(gè)輸入端連接，所述平衡光電檢測(cè)器18的輸出端通過(guò)所述信號(hào)處理單元21和一微波合成器10與所述邊帶調(diào)制器2連接。

其中，所述第三耦合器13和所述第四耦合器14的耦合比均為50:50。

運(yùn)用所述非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)22，使得相位敏感光時(shí)域反射(φ-otdr)技術(shù)與干涉技術(shù)相結(jié)合，配合相位生成載波等主流解調(diào)方法，使得系統(tǒng)在測(cè)量振動(dòng)信號(hào)時(shí)，可以將φ-otdr技術(shù)的全分布式、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)與干涉技術(shù)的測(cè)量精確、快速等優(yōu)勢(shì)相結(jié)合得到：優(yōu)勢(shì)1，使記錄的目標(biāo)振動(dòng)信號(hào)波形、頻率、振幅、波形等都得以放大；優(yōu)勢(shì)2：使振動(dòng)信號(hào)的全方位信息都得以解調(diào)，包括振幅、波形、頻率、位置等。

使用時(shí)，包括以下步驟：

步驟10：通過(guò)微波合成器10控制關(guān)閉邊帶調(diào)制器2使所述邊帶調(diào)制器2只執(zhí)行普通光纖的功能。

所述微波合成器10是所述邊帶調(diào)制器2的驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，可以在所述信號(hào)處理單元21的相關(guān)反饋信號(hào)的作用下控制所述邊帶調(diào)制器2使其發(fā)揮邊帶調(diào)制功能，該邊帶調(diào)制包括單邊帶調(diào)制和/或雙邊帶調(diào)制，具體根據(jù)實(shí)際情況而定。所述微波合成器10在沒(méi)有收到所述信號(hào)處理單元21的相關(guān)反饋信號(hào)時(shí)，所述邊帶調(diào)制器2的邊帶調(diào)制功能處于關(guān)閉狀態(tài)，只發(fā)揮普通光纖的作用。

步驟20：激光器1發(fā)射的激光經(jīng)步驟10中的所述邊帶調(diào)制器2后進(jìn)入第一耦合器3，被所述第一耦合器3分成a路和b路，a路的脈沖光進(jìn)入背向瑞利散射光形成光路a并在所述背向瑞利散射光形成光路a中形成背向瑞利散射光，b路的脈沖光進(jìn)入所述第二偏振控制器11經(jīng)所述第二偏振控制器11變成第二偏振態(tài)脈沖光。

a路的脈沖光進(jìn)入背向瑞利散射光形成光路a后首先經(jīng)過(guò)脈沖調(diào)制模塊4，被調(diào)制成脈寬為100ns的脈沖光。再經(jīng)所述第一偏振控制器5被調(diào)制成第一偏振態(tài)脈沖光，然后經(jīng)過(guò)所述第一光纖放大器6放大和所述濾波器7濾波降噪后，從所述環(huán)形器8的第一端口進(jìn)入所述環(huán)形器8，所述第一偏振態(tài)脈沖光從所述環(huán)形器8的第二端口傳入所述傳感光纖9后在所述傳感光纖9中產(chǎn)生背向瑞利散射光，然后該背向瑞利散射光從所述環(huán)形器8的第二端口返回到所述環(huán)形器8，然后再?gòu)乃龅谌丝谶M(jìn)入所述第二耦合器12。

步驟30：所述背向瑞利散射光進(jìn)入第二耦合器12，被所述第二耦合器12分成c路和d路，c路中的脈沖光進(jìn)入相位敏感時(shí)域反射光路b，最終被光電探測(cè)器20探測(cè)，然后所述光電探測(cè)器20將探測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳至信號(hào)處理單元21，d路中的脈沖光和步驟20中的所述第二偏振態(tài)脈沖光分別通過(guò)第三耦合器13的兩個(gè)輸入端進(jìn)入所述第三耦合器13，被所述第三耦合器13耦合后的脈沖光經(jīng)所述第三耦合器13的兩個(gè)輸出端輸出進(jìn)入平衡光電檢測(cè)器18，然后所述平衡光電檢測(cè)器18將檢測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并傳至所述信號(hào)處理單元21。

c路中的脈沖光首先進(jìn)入第四耦合器14耦合，然后進(jìn)入非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)22且被其分成e路和f路，e路脈沖光進(jìn)入相位調(diào)制器15，與所述相位調(diào)制器15中加入的載波混合后被與所述相位調(diào)制器15連接的第一frm反射鏡反射16回傳至所述第四耦合器14中；f路脈沖光直接被與所述非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)22連接的第二frm反射鏡17反射回至所述第四耦合器14中，且在與返回的e路脈沖光干涉混合后，由所述第四耦合器14輸入到第二光纖放大器19放大并由光電探測(cè)器20探測(cè)轉(zhuǎn)換。

步驟40：所述信號(hào)處理單元21分析所述光電探測(cè)器20探測(cè)和所述平衡光電檢測(cè)器18的探測(cè)和檢測(cè)結(jié)果，若檢測(cè)到的信號(hào)包括振動(dòng)信號(hào)，則所述信號(hào)處理單元21直接對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)工作，確定光纖中的振動(dòng)事件發(fā)生的位置；若檢測(cè)到的信號(hào)包括應(yīng)變信號(hào)，則所述信號(hào)處理單元21反饋控制所述微波合成器10驅(qū)動(dòng)所述邊帶調(diào)制器2，然后實(shí)施掃頻，從而所述信號(hào)處理單元21確定應(yīng)變事件發(fā)生的位置。

應(yīng)變或振動(dòng)事件發(fā)生時(shí)，理論上所述光電探測(cè)器20與所述平衡光電檢測(cè)器18皆能感測(cè)到變化，此時(shí)由事件發(fā)生位置s可由s＝cδt/2n得知，其中c＝3x10⁸m/s為真空中的光速，δt為從計(jì)時(shí)開(kāi)始到接收到所需定位的背向瑞利散射光所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。對(duì)于長(zhǎng)度為l的所述傳感光纖9，兩個(gè)探測(cè)脈沖光的時(shí)間間隔δt應(yīng)大于2nl/c，即脈沖光在光纖中往返一次需要的時(shí)間。但因?yàn)闇y(cè)量時(shí)間限制，優(yōu)先通過(guò)所述信號(hào)處理單元21對(duì)振動(dòng)事件分析判斷，如果是振動(dòng)事件，則直接解調(diào)，如果不是，隨后所述信號(hào)處理單元21反饋控制所述微波合成器10，同時(shí)設(shè)置所述脈沖調(diào)制模塊4將脈沖光調(diào)制成脈寬為10ns的脈沖光，精確空間分辨率，從而實(shí)現(xiàn)掃頻對(duì)應(yīng)變事件進(jìn)行測(cè)量分析。

當(dāng)兩者皆有或者不明確具體目標(biāo)事件出現(xiàn)時(shí)，按照先振動(dòng)后應(yīng)變測(cè)量順序依次測(cè)量，隨后綜合分析。

請(qǐng)參考圖2，實(shí)施例二：

當(dāng)外界不同時(shí)具有應(yīng)變及振動(dòng)事件發(fā)生或者明確目標(biāo)事件發(fā)生時(shí)，可使用本發(fā)明的實(shí)施例二提供的一種分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)來(lái)綜合測(cè)量。本發(fā)明的實(shí)施例二提供的一種分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)與實(shí)施例一提供的一種分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)的區(qū)別在于，所述第二耦合器12被一光倒換開(kāi)關(guān)12′取代，測(cè)振動(dòng)量時(shí)，所述光倒換開(kāi)關(guān)12′導(dǎo)向連接第四耦合器14所在的一端23；測(cè)應(yīng)變量時(shí)，所述光倒換開(kāi)關(guān)12′導(dǎo)向連接第三耦合器13所在的一端24。

即：當(dāng)明確具體需要測(cè)量的目標(biāo)事件時(shí)，我們可以將所述光倒換開(kāi)關(guān)12′倒到不同的領(lǐng)域，例如需要測(cè)量振動(dòng)事件時(shí)，則將所述光到換開(kāi)關(guān)12′導(dǎo)向連接所述第四耦合器14一端23，反之，需要測(cè)量應(yīng)變事件時(shí)，則將所述光到換開(kāi)關(guān)12′導(dǎo)向連接第三耦合器13一端24，對(duì)應(yīng)變進(jìn)行相關(guān)掃頻測(cè)量。這樣便于消除耦合器對(duì)光功率的衰減，從而強(qiáng)化目標(biāo)信號(hào)，使得監(jiān)測(cè)更加精準(zhǔn)，同時(shí)也降低相關(guān)系統(tǒng)的功耗。

本發(fā)明在測(cè)量應(yīng)變的時(shí)候特別容易受到溫度的影響，也就是說(shuō)應(yīng)變測(cè)量的結(jié)果其實(shí)是溫度和應(yīng)變的共同結(jié)果，所以為了避免出現(xiàn)溫度交叉敏感的問(wèn)題，本發(fā)明中光纖采用特種光纖，比如隔熱光纖等避免溫度影響。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：本發(fā)明的一種分布式光纖應(yīng)力及振動(dòng)的傳感系統(tǒng)及其傳感方法，(1)結(jié)合cotdr技術(shù)與φ-otdr技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變及振動(dòng)事件的綜合測(cè)量，大大提高了分布式光纖傳感器的測(cè)量功能和應(yīng)用范圍，并保證測(cè)量精度；(2)運(yùn)用所述非平衡臂干涉結(jié)構(gòu)22，使得相位敏感光時(shí)域反射(φ-otdr)技術(shù)與干涉技術(shù)相結(jié)合，配合相位生成載波等主流解調(diào)方法，使得系統(tǒng)在測(cè)量振動(dòng)信號(hào)時(shí)，可以將φ-otdr技術(shù)的全分布式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)與干涉技術(shù)的測(cè)量精確，快速等優(yōu)勢(shì)相結(jié)合。

在不沖突的情況下，本文中上述實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。