[发明专利]分布式光纤振动传感器

权利要求书

1.一种分布式光纤振动传感器，其特征在于：它由光源（1）、第一耦合器（2）、声光调制器（3）、掺铒光纤放大器（4）、光滤波器（5）、三端口环形器（6）、第一光电探测器（7）、第二耦合器（8）、第二光电探测器（9）、高通滤波器（10）、混频器（11）、函数发生器（12）、低通滤波器（13）、数据采集卡（14）、计算机（15）和长距离传感光纤（16）组成；光源（1）与第一耦合器（2）的输入端光路连接，第一耦合器（2）将输入光分为两路，一路光作为检测信号输出至声光调制器（3），另一路光作为参考信号输出至第二耦合器（8）的第一输入端；声光调制器（3）对输入光进行调制处理后将光输出至掺铒光纤放大器（4），掺铒光纤放大器（4）对输入光进行放大处理后将光输出至光滤波器（5）进行消噪处理，经消噪处理后的光由光滤波器（5）传输至三端口环形器（6）的输入端，三端口环形器（6）的收发复用端与第一光电探测器（7）连接，三端口环形器（6）的输出端与长距离传感光纤（16）的一端连接，三端口环形器（6）用以提取长距离传感光纤（16）的后向瑞利散射光；长距离传感光纤（16）的另一端与第二耦合器（8）的第二输入端连接，检测信号和参考信号在第二耦合器（8）中发生拍频干涉；第二耦合器（8）的输出端与第二光电探测器（9）的输入端连接，第二光电探测器（9）的输出端与高通滤波器（10）的输入端连接，高通滤波器（10）提取检测信号和参考信号的干涉信号中的交流项；高通滤波器（10）的输出端与混频器（11）的其中一个输入端连接，混频器（11）的另一个输入端与函数发生器（12）连接，检测信号和参考信号的干涉信号中的交流项与函数发生器（12）输出的余弦信号在混频器（11）内进行混频；函数发生器（12）还与声光调制器（3）连接；混频器（11）的输出端与低通滤波器（13）连接；低通滤波器（13）和第一光电探测器（7）都连接至数据采集卡（14），数据采集卡（14）与计算机（15）相连；长距离传感光纤（16）铺设于被测空间内。

2.根据权利要求1所述的分布式光纤振动传感器，其特征在于：第二光电探测器（9）采用平衡光电探测器；第二耦合器（8）采用2×2耦合器；第二耦合器（8）的两个输出端与第二光电探测器（9）的两个输入端一一连接。

3.根据权利要求1所述的分布式光纤振动传感器，其特征在于：函数发生器（12）产生频率为5KHz、脉宽为50ns、高电平幅值为1V、低电平幅值为0.1V的电脉冲信号；声光调制器（3）在函数发生器（12）输出的电脉冲信号调制下，输出光脉冲信号，高电平脉冲光用于检测发生振动的位置；低电平脉冲光用于检测振动的频率。

4.根据权利要求1所述的分布式光纤振动传感器，其特征在于：掺铒光纤放大器（4）的工作方式采用前向泵浦方式，采用980nm泵浦光在10m掺铒光纤下实现光放大。