[实用新型]一种基于直线型Sagnac干涉和Φ‑OTDR的分布式振动定位传感系统

说明书

技术领域

本实用新型属于光纤传感领域，提供了一种基于直线型Sagnac干涉和Φ-OTDR的分布式振动定位传感系统。

背景技术

光纤振动传感具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、动态范围大、终端结构简单、隐蔽性好、耐腐蚀、环境适应性强的特点，可用于大型工程现场以及重大政治、经济、军事基地的周界安防，因此，研究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，基于相位敏感光时域反射技术(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感技术由于其探测范围大(通常可以探测几十公里)，灵敏度高，对振动源定位简单(探测的时域曲线可以简单换算成位置-光强度曲线)等优点，备受人们的关注。但是，为了防止前后脉冲源信号光相互干扰而限制了其频率响应，无法获得高频的振动信息细节，该技术的自干涉原理要求光源的线宽足够窄。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种基于直线型Sagnac干涉和Φ-OTDR的分布式振动定位传感系统，旨在解决相位敏感光时域反射技术(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感技术要求光源的线宽窄、频率响应低的问题。

本实用新型是这样实现的，一种基于直线型Sagnac干涉和Φ-OTDR的分布式振动定位传感系统，所述系统由两个激光源、脉冲调制模块、两个耦合器、两个环行器、传感光纤、法拉第旋转镜、光纤布拉格光栅、光电检测模块及数据采集模块组成，所述第一激光源的输出端与脉冲调制模块连接，所述脉冲调制模块的输出端及第二激光源的输出端与第一耦合器的输入端连接，所述第一耦合器的输出端通过光纤与第一环形器的端口A连接，所述第一环形器的端口B与第二耦合器的一输入端连接，所述第二耦合器的另一输入端和其中一个输出端通过光纤连接成光纤环，所述第二耦合器的另一输出端通过传感光纤与所述法拉第旋转镜连接，所述第一环形器的端口C连接第二环形器的端口a，所述第二环形器的端口b与所述光纤布拉格光栅的输入端连接，所述光纤布拉格光栅的输出端与第一光电检测模块连接，第二环形器端口c与第二光电检测模块连接，所述第一、第二光电检测模块与所述数据采集模块连接；

所述第一激光源与所述第二激光源的中心波长不同。

进一步的，第一激光源的中心波长为1645nm，第二激光源的中心波长为1550nm；光纤布拉格光栅反射中心波长为1645nm或1550nm；

或者第一激光源的中心波长为1550nm，第二激光源的中心波长为1450nm；光纤布拉格光栅10反射中心波长为1550nm或1450nm；

进一步的，所述第一耦合器和所述第二耦合器均为3db耦合器。

本实用新型中的混合光信号经第二耦合器分成两路混合光信号，通过光纤环及经法拉第旋转镜的反射，这两路混合光信号在传播过程中产生的后向瑞利散射光在第二耦合器时产生干涉，解决了传统基于Φ-OTDR的光纤振动传感系统因为需要产生自干涉而要求第一激光源的线宽窄的问题，此外，这两路混合光信号在返回至第二耦合器时还产生Sagnac干涉，该系统不仅可以方便的对振动定位，还具有很高的频率响应。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于直线型Sagnac干涉和Φ-OTDR的分布式振动定位传感系统结构示意图；

1.第一激光源；2.第二激光源；3.脉冲调制模块；4.第一耦合器；5.第一环行器；6.第二耦合器；7.传感光纤；8.法拉第旋转镜；9.第二环行器；10.光纤布拉格光栅；11.第一光电检测模块；12.第二光电检测模块；13.数据处理模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1为本实用新型提供的基于直线型Sagnac干涉和Φ-OTDR的分布式振动定位传感系统结构示意图，为了便于说明，仅示出与本实用新型相关的部分。