[0030]相移調(diào)制模塊，所述相移調(diào)制模塊通過對探測光進(jìn)行相位調(diào)制；
[0031]解調(diào)模塊，所述解調(diào)模塊對帶有信號的光進(jìn)行相位解調(diào)；
[0032]單端模塊，其為FC/PC連接器17，連續(xù)光通過傳感光纖16，在FC/PC連接器17端面發(fā)生反射之后，再進(jìn)入傳感光纖16并在傳感光纖16中各處與泵浦光發(fā)生散射；
[0033]激光器I光源通過第一耦合器2輸出兩路連續(xù)光，第一路連續(xù)光進(jìn)入調(diào)制高消光比模塊的輸入端，調(diào)制高消光比模塊的輸出端連接到第二耦合器14的一個輸入端；第二路連續(xù)光進(jìn)入相移調(diào)制模塊的輸入端，相移調(diào)制模塊的輸出端連接到第二耦合器14的另一個輸入端；第二耦合器14的輸出端接入光環(huán)形器15的I端口，光環(huán)形器15的2端口通過傳感光纖16與FC/PC連接器17相接；光環(huán)形器15的3端口與解調(diào)模塊相接。
[0034]具體地，
[0035]所述的調(diào)制高消光比模塊包括第一微波信號源3、射頻開關(guān)4、脈沖信號發(fā)生器5、電光調(diào)制器6和濾波器7，第一微波信號源3通過射頻開關(guān)4與脈沖發(fā)生器5相連，射頻開關(guān)4的另一端連接電光調(diào)制器6的射頻接口 ；電光調(diào)制器6的輸出端連接濾波器7的輸入端，濾波器7的輸出端與第二親合器14的一個輸入端連接。
[0036]所述第一微波信號源3輸出到電光調(diào)制器6的微波頻率乙為1GHz。
[0037]所述相移調(diào)制模塊包括單邊帶調(diào)制器11和第二微波信號源12，第二微波信號源12與單邊帶調(diào)制器11連接，第一耦合器2的輸出端通過單邊帶調(diào)制器11連接到第二耦合器14的一個輸入端，單邊帶調(diào)制器11通過第二隔離器13與第二耦合器14連接。
[0038]第二微波信號源12輸出到單邊帶調(diào)制器11的頻率fKF范圍為500MHz-1500MHz。
[0039]所述解調(diào)模塊包括平衡光電探測器18和數(shù)據(jù)采集處理模塊19，對帶有信號的光進(jìn)行相位解調(diào)，平衡光電探測器18與光環(huán)形器15的3端口連接。
[0040]濾波器7的輸出端順序通過第一隔離器8、摻鉺光纖放大器9、偏擾器10與第二耦合器14的一個輸入端連接。
[0041]使用上述單端結(jié)構(gòu)動態(tài)測量的布里淵光纖傳感系統(tǒng)的傳感方法，包括如下步驟:
[0042]激光器I發(fā)出頻率為Vtl的連續(xù)光被第一耦合器2分成兩路連續(xù)光，即第一路連續(xù)光和第二路連續(xù)光；
[0043]第一路連續(xù)光由工作在抑制載頻模式的電光調(diào)制器6進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，調(diào)制成頻率分別為V(l+fm和V ^乙的反斯托克斯和斯托克斯的光；其中脈沖信號發(fā)生器5通過脈沖控制射頻開關(guān)4來調(diào)控第一微波信號源3對電光調(diào)制器6輸入，fm為第一微波信號源3輸出的微波調(diào)制頻率；上述兩個頻率的光波經(jīng)過濾波器7進(jìn)行濾波，濾波后頻率為％-匕的脈沖光被保留下來，如圖3所示，經(jīng)過第一隔離器8經(jīng)摻鉺光纖放大器9放大到預(yù)期峰值功率后通過偏擾器10進(jìn)入第二耦合器14 ;
[0044]第二路連續(xù)光由單邊帶調(diào)制器11進(jìn)行相位調(diào)制，調(diào)制成頻率分別為％和、+^的兩個不同頻率成分的光信號進(jìn)入第二耦合器14，其中fKF為第二微波信號源12輸出給單邊帶調(diào)制器11的調(diào)制頻率；含有兩個頻率的連續(xù)光與第一路調(diào)制好的泵浦脈沖光經(jīng)第二耦合器14進(jìn)入光環(huán)形器15 ;含有兩個頻率的連續(xù)光經(jīng)過傳感光纖16在與傳感光纖16末端相連接的FC/PC連接器17端面發(fā)生菲涅爾反射，產(chǎn)生的反射信號光中載波信號為本振光其頻率為Vtl，頻率為V(l+fKF的信號光為探測信號；探測信號光與泵浦脈沖光傳感光纖16相遇時產(chǎn)生受激布里淵散射效應(yīng)，頻率為V(1+fKF的探測光信號攜帶了沿傳感光纖16分布的各點應(yīng)變信息，如圖2所示；本振光與探測光信號經(jīng)光環(huán)形器15后輸入到平衡光電探測器18，由平衡光電探測器18進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生拍頻信號，拍頻信號由數(shù)據(jù)采集處理模塊19采集和處理，獲取探測信號光波的布里淵相移，根據(jù)布里淵相移與應(yīng)變的關(guān)系，實現(xiàn)分布式動態(tài)應(yīng)變測量。
[0045]探測光和泵浦光的頻率是固定的，且探測光和泵浦光的頻率差等于傳感光纖固有受激布里淵增益譜上升沿一半處時所對應(yīng)的頻率。
[0046]第一微波信號源3的信號輸入是由脈沖信號源控制射頻開關(guān)進(jìn)行注入。
[0047]所述第一微波信號源3輸出到電光調(diào)制器6的微波頻率乙為1GHz。
[0048]第二微波信號源12輸出到單邊帶調(diào)制器11的頻率fKF范圍為500MHz-1500MHz。
【主權(quán)項】
1.一種單端結(jié)構(gòu)動態(tài)測量的布里淵光纖傳感系統(tǒng)，其特征是，包括 調(diào)制高消光比模塊，所述調(diào)制高消光比模塊利用脈沖光控制射頻開關(guān)進(jìn)而控制射頻信號對電光調(diào)制器的信號輸入，調(diào)制出脈沖光的同時微波源對泵浦光進(jìn)行了調(diào)制，調(diào)制成兩個分別為Vci+fm和V Cl-fm的反斯托克斯和斯托克斯的光； 相移調(diào)制模塊，所述相移調(diào)制模塊通過對探測光進(jìn)行相位調(diào)制； 解調(diào)模塊，所述解調(diào)模塊對帶有信號的光進(jìn)行相位解調(diào)； 單端模塊，其為FC/PC連接器，連續(xù)光通過傳感光纖，在FC/PC連接器端面發(fā)生反射之后，再進(jìn)入傳感光纖并在傳感光纖中各處與泵浦光發(fā)生散射； 激光器光源通過第一耦合器輸出兩路連續(xù)光，第一路連續(xù)光進(jìn)入調(diào)制高消光比模塊的輸入端，調(diào)制高消光比模塊的輸出端連接到第二耦合器的一個輸入端；第二路連續(xù)光進(jìn)入相移調(diào)制模塊的輸入端，相移調(diào)制模塊的輸出端連接到第二耦合器的另一個輸入端；第二耦合器的輸出端接入光環(huán)形器的I端口，光環(huán)形器的2端口通過傳感光纖與單端模塊相接；光環(huán)形器的3端口與解調(diào)模塊相接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單端結(jié)構(gòu)動態(tài)測量的布里淵光纖傳感系統(tǒng)，其特征是，所述的調(diào)制高消光比模塊包括第一微波信號源、射頻開關(guān)、脈沖信號發(fā)生器、電光調(diào)制器和濾波器，第一微波信號源通過射頻開關(guān)與脈沖發(fā)生器相連，射頻開關(guān)的另一端連接電光調(diào)制器的射頻接口 ；電光調(diào)制器的輸出端連接濾波器的輸入端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單端結(jié)構(gòu)動態(tài)測量的布里淵光纖傳感系統(tǒng)，其特征是，所述第一微波信號源輸出到電光調(diào)制器的微波頻率乙為10GHz。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單端結(jié)構(gòu)動態(tài)測量的布里淵光纖傳感系統(tǒng)，其特征是，所述相移調(diào)制模塊包括單邊帶調(diào)制器和第二微波信號源，第二微波信號源輸出到單邊帶調(diào)制器的頻率fKF范圍為500MHz-1500MHz。
【專利摘要】本實用新型公開了一種單端結(jié)構(gòu)動態(tài)測量的布里淵光纖傳感系統(tǒng)，傳感系統(tǒng)激光器光源通過第一耦合器輸出兩路連續(xù)光，第一路連續(xù)光進(jìn)入調(diào)制高消光比模塊的輸入端，調(diào)制高消光比模塊連接到第二耦合器的一個輸入端；第二路連續(xù)光進(jìn)入相移調(diào)制模塊，相移調(diào)制模塊連接到第二耦合器的另一個輸入端；第二耦合器接入光環(huán)形器的1端口，光環(huán)形器的2端口通過傳感光纖與單端模塊相接；光環(huán)形器的3端口與解調(diào)模塊相接。單端結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了BOTDA中標(biāo)稱測量距離即為有效測量距離，解決了現(xiàn)有技術(shù)在實際測量中系統(tǒng)需要雙端接入和有效傳感距離只有標(biāo)稱傳感長度一半的問題；提高了電光調(diào)制器的消光比、減少了測量時間，實現(xiàn)了動態(tài)測量、長距離動態(tài)應(yīng)變的監(jiān)測功能。
【IPC分類】G01D5/353
【公開號】CN204630588
【申請?zhí)枴緾N201520293531
【發(fā)明人】胡君輝, 全文文, 唐騰, 梁維剛, 潘福東, 王力虎
【申請人】廣西師范大學(xué)
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月8日