[发明专利]一种低成本多事件定位型分布式光纤振动传感装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传感领域，尤其涉及一种低成本多事件定位的分布式光纤振动传感领域。

背景技术

光纤振动传感器具有结构简单、探测范围大、灵敏度高、响应频率宽、抗电磁干扰能力强、隐蔽性强、环境要求低等特点。可以用于大型工业场所的实时监控，以及一些危险场所的实时监控、安全防护和报警处理。因此，研究定位型分布式光纤传感系统是一个非常有应用前景和实际意义的课题。

目前，可实现定位的光纤振动传感系统主要有两类：一类是基于双M-Z干涉原理的光纤振动传感系统。该系统可实现长距离检测，并能定位振动事情发生的位置，但基于双M-Z原理的振动信号定位方法只能定位单个事件，无法实现对多个事件进行同时定位。另一类是基于光时域反射（OTDR）原理的分布式光纤振动传感系统。该系统具有定位准确、操作简单、探测距离长的特点，但是该系统是基于窄线宽光信号在光纤中后向散射光的自干涉效应实现振动传感，系统需要采用超窄线宽激光器和声光调制器，系统的成本非常高，只能在高端场所应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种结构简单、低成本的多事件定位型分布式光纤振动传感装置，在确保探测距离和定位精度的前提下，大大降低了系统的成本。

本发明要解决的技术问题是通过下述技术方案来实现的：

本发明一种低成本定位型光纤振动传感装置包括激光器、脉冲光调制器、脉冲驱动器、光放大器、光隔离器、耦合器、传感光纤、光电探测器、数据采集处理模块。

所述激光器采用半导体激光器，发出中心波长为1310nm光谱宽度为40nm的连续光信号。

所述的脉冲光调制器采用电光调制器，将半导体激光器发出的连续光信号调制成10ns-200ns的脉冲光信号。

所述的脉冲驱动器采用XC3S50AN型高速FPGA芯片实现，输出宽度可调的电脉冲信号，用于驱动脉冲光调制器。

所述的光放大器采用掺饵光纤放大器，实现对脉冲光信号进行放大。

所述的光隔离器采用中心波长为1310nm的光纤型光隔离器，防止后向散射光返回到光放大器和半导体激光器中对器件造成损伤。

所述耦合器采用中心波长为1310nm的光纤耦合器，将注入的光信号分成两路输出。

所述的传感光纤采用G652普通单模光纤，其损耗参数为0.35dB/km@1310nm，0.20dB/km@1550nm。

所述的光电探测器采用PIN型硅材料光电探测器，其探测光谱范围我800-1700nm。

所述的数据采集处理单元采用100MHz数据采集卡加工业处理计算机实现。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种低成本的多事件定位型分布式光纤振动传感装置。激光器输出的连续光信号被脉冲光调制器调制成脉冲光信号，再经过光放大器放大后通过光隔离器输入到耦合器的其中一个端口上。输入到耦合器中的脉冲光信号被耦合器分成两路光，分别注入到两路传感光纤中。两路传感光纤中后向散射回来的光信号又回到耦合器上，在耦合器中进行干涉。干涉后的后向散射光信号经过耦合器的另一个输入端口输入到光电探测器中转换成电信号。光电探测器输出的电信号经高速AD采集卡转换成数字信号后输入到处理器中进行处理得到振动信号及其位置信息。脉冲驱动器产生宽度可调的电脉冲信号，驱动脉冲光调制器将连续光信号调制成一定宽度的脉冲光信号，同时输出同步脉冲信号给AD采集卡，驱动AD采集同步进行数据采集。

本发明的优点在于能够实现对多个振动事件同时进行定位，并且具有结构简单、成本低等特点。

附图说明

图1为一种低成本多事件定位型分布式光纤振动传感装置结构图。

具体实施方式

本发明所要解决的技术问题是实现一种结构简单、低成本的多事件定位型分布式光纤振动传感装置，在确保探测距离和定位精度的前提下，大大降低了系统的成本。