[发明专利]一种多功能分布式光纤传感装置

权利要求书

1.一种多功能分布式光纤传感装置，其特征在于，包括激光器(1)、第一光纤耦合器(201)、第二光纤耦合器(202)、第三光纤耦合器(211)、第四光纤耦合器(212)、声光调制器(3)、光纤环形器(4)、光接口(5)、第一光电探测器(601)、第二光电探测器(602)、第一带通滤波器(701)、第二带通滤波器(702)、第三带通滤波器(711)、第四带通滤波器(712)、第一低噪声放大器(801)、第二低噪声放大器(802)、光开关(9)、频率合成器(10)、混频器(11)、低通滤波器(12)、双通道数据采集与处理模块(13)以及计算机(14)；

所述激光器(1)的输出端连接所述第一光纤耦合器(201)的输入端，所述第一光纤耦合器(201)的第一输出端连接所述声光调制器(3)的输入端，所述第一光纤耦合器(201)的第二输出端连接所述第二光纤耦合器(202)的输入端；所述声光调制器(3)的输出端接入所述光纤环形器(4)的第一端口，所述光纤环形器(4)的第二端口通过所述光接口(5)连接被测光纤，所述光纤环形器(4)的第三端口连接所述光开关(9)的输入端，所述光开关(9)的第一输出端连接所述第三光纤耦合器(211)的第二输入端，所述光开关(9)的第二输出端连接所述第四光纤耦合器(212)的第二输入端；所述第二光纤耦合器(202)的第一输出端连接所述第三光纤耦合器(211)的第一输入端，所述第二光纤耦合器(202)的第二输出端连接第四光纤耦合器(212)的第一输出端；所述第三光纤耦合器(211)的输出端连接所述第一光电探测器(601)，所述第一光电探测器(601)依次通过所述第一带通滤波器(701)、第一低噪声放大器(801)和第二带通滤波器(702)接入所述双通道数据采集与处理模块(13)的第一通道；所述第四光纤耦合器(212)的输出端连接所述第二光电探测器(602)，所述第二光电探测器(602)依次通过所述第三带通滤波器(711)、第二低噪声放大器(802)和第四带通滤波器(712)接入所述混频器(11)的信号输入端，所述频率合成器(10)的输出端连接所述混频器(11)的本地振荡输入端，所述混频器(11)的输出端通过所述低通滤波器(12)连接所述双通道数据采集与处理模块(13)的第二通道，所述双通道数据采集与处理模块(13)的输出端连接所述计算机(14)。

2.根据权利要求1所述的多功能分布式光纤传感装置，其特征在于，所述激光器(1)发出的激光经所述第一光纤耦合器(201)分成两路，其中一路激光经所述声光调制器(3)调制成光脉冲，另一路激光接入所述第二光纤耦合器(202)。

3.根据权利要求2所述的多功能分布式光纤传感装置，其特征在于，所述光脉冲接入所述光纤环形器(4)的第一端口，所述光纤环形器(4)的第二端口输出光脉冲，所述光脉冲经所述光接口(5)注入被测光纤。

4.根据权利要求3所述的多功能分布式光纤传感装置，其特征在于，所述光脉冲在被测光纤中的背向散射光经所述光接口(5)进入所述光纤环形器(4)的第二端口，再经过所述光纤环形器(4)的第三端口接入所述光开关(9)。

5.根据权利要求4所述的多功能分布式光纤传感装置，其特征在于，所述第二光纤耦合器(202)将输入其中的激光分成两路，其中一路激光接入所述第三光纤耦合器(211)，另一路激光输入所述第四光纤耦合器(212)。

6.根据权利要求5所述的多功能分布式光纤传感装置，其特征在于，所述第三光纤耦合器(211)使接入的激光和背向散射光相干产生第一中频信号，并将所述第一中频信号输出给所述第一光电探测器(601)；所述第一光电探测器(601)将第一中频信号转换为第一射频信号，所述第一射频信号依次通过所述第一带通滤波器(701)、第一低噪声放大器(801)和第二带通滤波器(702)进行一次滤波、放大、二次滤波后得到瑞利散射信号，所述瑞利散射信号接入所述双通道数据采集与处理模块(13)的第一通道。