輸出端相連。
[0019]窄線寬光源I輸出的窄線寬連續(xù)光進(jìn)入電光調(diào)制器2，在窄脈沖驅(qū)動(dòng)器3的作用下調(diào)制成窄線寬脈沖光，窄線寬脈沖光經(jīng)光放大器4放大后輸出所需大功率窄脈沖光,大功率窄脈沖光經(jīng)光纖環(huán)形器5注入到傳感光纖中，在傳感光纖中將產(chǎn)生后向散射光，包括瑞利散射光。相級(jí)聯(lián)的N個(gè)遠(yuǎn)端光纖中繼放大經(jīng)前段傳感光纖16損耗的光脈沖后通過光纖環(huán)形器5進(jìn)入光纖偏振分束器6,經(jīng)光纖偏振分束器6分離后得攜帶振動(dòng)信號(hào)的X方向偏振瑞利散射光和Y方向偏振瑞利散射光，自此便完成了攜帶振動(dòng)信息光信號(hào)的提取工作；從光纖偏振分束器6分離出來的X方向偏振瑞利散射光和Y方向偏振瑞利散射光再分別進(jìn)入第一光接收模塊7和第二光接收模塊8進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再經(jīng)前級(jí)放大，從而完成信號(hào)的光電探測(cè)工作；此時(shí)信號(hào)已由光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，分別由雙通道AD采集器9進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而得到數(shù)字信號(hào)，再由振動(dòng)信號(hào)分析處理系統(tǒng)10對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理分析得到整個(gè)防區(qū)的入侵振動(dòng)信息。
[0020]為了實(shí)現(xiàn)分布式光纖振動(dòng)傳感器的超遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，本發(fā)明中傳感光纜間增加了遠(yuǎn)端光纖中繼G，遠(yuǎn)端光纖中繼內(nèi)的泵浦激光光源15輸出泵浦光至光無源模塊14，放大經(jīng)前段傳感光纖損耗的光脈沖，增強(qiáng)了注入后段傳感光纖中的光脈沖功率，從而使后端傳感光纖的自發(fā)后向散射光的強(qiáng)度受到中繼放大，各傳感光纜分段分時(shí)進(jìn)行測(cè)量，采用光時(shí)域反射和干涉式測(cè)量方法，通過對(duì)多段傳感光纜之間引入N個(gè)遠(yuǎn)端光纖中繼進(jìn)行級(jí)聯(lián)，將嵌入光遙控中繼放大器光模塊的光纜與定位型分布式光纖振動(dòng)傳感技術(shù)融合在一起，從而實(shí)現(xiàn)定位型超遠(yuǎn)程分布式光纖振動(dòng)傳感器的NXL(L為每段傳感光纖長(zhǎng)度)超遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
[0021]所述的窄線寬光源I是一種激光光源，本發(fā)明選用輸出窄線寬連續(xù)光(彡3kHz)。
[0022]所述的電光調(diào)制器2是一種高速電光轉(zhuǎn)換器，電光調(diào)制器經(jīng)窄脈沖驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)將輸入窄線寬連續(xù)光調(diào)制輸出所需窄脈沖光。
[0023]所述的窄脈沖驅(qū)動(dòng)器3可為電光調(diào)制器2提供反饋偏壓控制信號(hào)及驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。
[0024]所述的光放大器4是一種光放大器件，增益30dB。
[0025]所述光纖環(huán)形器5包括一個(gè)輸入端、一個(gè)輸出端和一個(gè)反饋端,其輸入端與光放大器4的輸出端相連,用于接收光放大器4放大后的光脈沖,其反饋端與傳感光纖16相連，用于向傳感光纖16中注入所述放大后的光脈沖，并接收在傳感光纖16中產(chǎn)生的后向散射光，其輸出端將接收到的后向散射光輸出到1X2偏振分束器6。
[0026]所述遠(yuǎn)端光纖中繼G包括一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，它由光無源模塊14、光纖環(huán)形器13、光隔離器12及2X2光纖耦合器11、泵浦激光光源15和電源18組成，它的作用是連接前后兩段傳感光纜，對(duì)前段光纜輸出光脈沖進(jìn)行放大輸入于后段光纖，并將后段光纖的后向瑞利散射信號(hào)從輸入端反饋輸出回來，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的全光纖特性。
[0027]遠(yuǎn)端光纖中繼G中的光纖環(huán)形器13包括一個(gè)輸入端、一個(gè)輸出端和一個(gè)反饋端，其輸入端與光無源模塊14的輸出端相連，用于接收光無源模塊14輸出的光脈沖，其反饋端與后段傳感光纖相連，用于向后段傳感光纖注入所述光脈沖，并接收在傳感光纖中產(chǎn)生的后向瑞利散射光，其輸出端將接收到的后向散射光輸出。
[0028]前段傳感光纖16連接到2X2光纖稱合器11的輸入端,2X2光纖稱合器11的輸出端和光無源模塊14的輸入端相連,光無源模塊的輸出端和光纖環(huán)形器的輸入端相連,光纖環(huán)形器的兩個(gè)輸出端一個(gè)和后段傳感光纖相連，一個(gè)和光纖隔離器的輸入端相連，光纖隔離器的輸出端和2X2光纖稱合器的輸入端相連。
[0029]這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可增強(qiáng)長(zhǎng)距離探測(cè)的分布式光纖振動(dòng)傳感器，包括光源、電光調(diào)制器、脈沖驅(qū)動(dòng)器、光放大器、環(huán)形器、偏振分束器、采集器、信號(hào)分析處理系統(tǒng)，其特征在于:該傳感器還包括遠(yuǎn)端光纖中繼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可增強(qiáng)長(zhǎng)距離探測(cè)的分布式光纖振動(dòng)傳感器其特征在于:所述的環(huán)形器和遠(yuǎn)端光纖中繼通過傳感光纖相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可增強(qiáng)長(zhǎng)距離探測(cè)的分布式光纖振動(dòng)傳感器，其特征在于:所述的遠(yuǎn)端光纖中繼包括光無源模塊、2X2光纖耦合器、光纖隔離器、光纖環(huán)形器，泵浦激光光源和電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可增強(qiáng)長(zhǎng)距離探測(cè)的分布式光纖振動(dòng)傳感器，其特征在于:所述的遠(yuǎn)端光纖中繼內(nèi)部，2X2光纖f禹合器的第一輸出端和光無源模塊的輸入端相連，光無源模塊的輸出端和光纖環(huán)形器的輸入端相連，光無源模塊的另一個(gè)輸入端和泵浦激光光源的輸出端相連，泵浦激光光源的一端和電源的輸出端相連，光纖環(huán)形器的公共輸出端和后段傳感光纖相連，反饋輸出端和光纖隔離器的輸入端相連，光纖隔離器的輸出端和2X2光纖I禹合器的第二輸出端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可增強(qiáng)長(zhǎng)距離探測(cè)的分布式光纖振動(dòng)傳感器，其特征在于:所述的遠(yuǎn)端光纖中繼嵌入多級(jí)傳感光纖連接處，連接前后兩段傳感光纖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可增強(qiáng)長(zhǎng)距離探測(cè)的分布式光纖振動(dòng)傳感器，其特征在于:所述的泵浦激光光源設(shè)置在遠(yuǎn)端光纖中繼內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可增強(qiáng)長(zhǎng)距離探測(cè)的分布式光纖振動(dòng)傳感器，其特征在于:可以在多段傳感光纖間接入N個(gè)遠(yuǎn)端光纖中繼，形成N級(jí)放大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可增強(qiáng)長(zhǎng)距離探測(cè)的分布式光纖振動(dòng)傳感器的振動(dòng)傳感方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (a)、窄線寬光源將窄線寬連續(xù)光輸入到電光調(diào)制器； (b)、電光調(diào)制器在窄脈沖調(diào)制器作用下將窄線寬連續(xù)光調(diào)制成窄線寬脈沖光，后輸入到光放大器； (C)、窄線寬脈沖光經(jīng)光放大器放大后輸出所需大功率窄脈沖光； (d)、大功率窄脈沖光經(jīng)光纖環(huán)形器注入到傳感光纖中，在傳感光纖中產(chǎn)生后向散射光，包括瑞利散射光，后向瑞利散射光通過相級(jí)聯(lián)的N個(gè)遠(yuǎn)端光纖中繼放大經(jīng)前段傳感光纖損耗的光脈沖，通過光纖環(huán)形器進(jìn)入光纖偏振分束器； (e)、后向散射光經(jīng)光纖偏振分束器分離后得攜帶振動(dòng)信號(hào)的X方向偏振瑞利散射光和Y方向偏振瑞利散射光； (f )、從光纖偏振分束器分離出來的X方向偏振瑞利散射光和Y方向偏振瑞利散射光分別進(jìn)入第一 APD光接收模塊和第二 APD光接收模塊進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換； (g)、X方向偏振瑞利散射光和Y方向偏振瑞利散射光由光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，分別由雙通道AD采集器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而得到數(shù)字信號(hào)； (h)、振動(dòng)信號(hào)分析處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理分析得到整個(gè)防區(qū)的入侵振動(dòng)信息。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可增強(qiáng)長(zhǎng)距離探測(cè)的分布式光纖振動(dòng)傳感器及方法，屬于光纖振動(dòng)傳感技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括：光源，電光調(diào)制器、脈沖驅(qū)動(dòng)器、有源光放大器、環(huán)形器、偏振分束器、采集器、信號(hào)分析處理系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)端光纖中繼。遠(yuǎn)端光纖中繼嵌入多級(jí)傳感光纖之間，遠(yuǎn)端光纖中繼利用其增益克服了光纖損耗，增強(qiáng)了光纖中自發(fā)瑞利散射光的強(qiáng)度，提高了分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)的信噪比，增大了分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)的傳輸距離，提高了目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的振動(dòng)事件的測(cè)量精度；同時(shí)，避免了由于高光功率泵浦光帶來的安全隱患。
【IPC分類】G01H9-00
【公開號(hào)】CN104596632
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310527962
【發(fā)明人】黃正, 楊斌
【申請(qǐng)人】上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2013年10月31日