[实用新型]一种基于多芯光纤传感的多参量同步传感采集仪

说明书

本实用新型涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种基于多芯光纤传感的多参量同步传感采集仪，包括：光栅解调仪、拉曼测温仪、偏振分析仪、同步触发电路和多芯光纤耦合器；光栅解调仪、拉曼测温仪和偏振分析仪分别与多芯光纤耦合器连接，多芯光纤耦合器与多芯光纤连接，以便通过光栅解调仪、拉曼测温仪和偏振分析仪对多芯光纤的不同纤芯进行同步测量；同步触发电路分别与光栅解调仪、拉曼测温仪和偏振分析仪连接，用于触发三个检测设备同步进行光脉冲发射和数据采集。本实用新型将光栅解调仪、拉曼测温仪和偏振分析仪集成，配合多芯光纤的多路并行光链路，对多芯光纤中的不同纤芯进行同步测量，实现对光纤的应变、温度和振动的同时传感。

【技术领域】

本实用新型涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种基于多芯光纤传感的多参量同步传感采集仪。

【背景技术】

多芯光纤是单个包层内包含多个纤芯的光纤，利用基于多芯光纤的空分复用技术，在光通信方面能够实现更高密度的数据传输，在光传感方面也同样能拓展出新的使用方法。众所周知，光纤传感技术由于使用光纤作为传感器，通常能够实现光纤链路上每一个点的连续测量，且传感距离可达数十公里。而除了与其它光纤传感技术具有的共性优势外，光纤传感器还具有下述几个特殊的优势：空间结构优势、参量补偿优势和信道集成的优势。例如，多芯光纤的多个纤芯具有空间结构的优势，因而借助于多个纤芯在一根光纤中的相对几何位置与结构的差异，通过空间几何结构的弯曲应变和扭转应变能够反演出光纤的曲率与扭率信息，从而通过重构就能够实现空间弯曲与扭转的三维形状传感；再比如，由于多芯光纤的多个纤芯被集成在一根数百微米的包层中，各点的环境温度可视为近似相同，因此多个光纤芯子所构成的光路的变化也近似相同，就自动实现了多光路的温度补偿。

目前，力学参量方面，多芯光纤可用于弯曲、应变、加速度等的测量，其中最为广泛的是用于弯曲传感；多芯光纤在温度传感方面也有非常重要的应用，目前已有提出基于双芯、七芯、十九芯等多芯光纤的温度传感方案；除此之外，还有折射率传感方面的研究。

传统的光纤传感技术主要有光纤光栅技术、光纤布里渊传感技术、拉曼光时域反射技术、偏振光技术、偏振光时域反射技术、相位敏感光时域反射技术，以及光频域反射技等，通过对应的光纤传感仪器，根据测量原理的不同可以利用光纤实现对不同物理量的测量，比如温度、应变、振动等。然而，目前的光纤传感仪器普遍都是基于单一测量原理的仪器，所测量的物理量单一，无法实现多物理量的同时测量，因此应用场景有限。另外，某些测量技术，比如光纤光栅技术或者光纤布里渊传感技术，其测量结果对温度和应变都有响应，在实际应用中很难进行区分，限制了使用。

例如，对于大部分有电缆铺设的设备，一方面需要防止外力损坏电缆，另一方面需要监控电缆的工作状态，因此需要可以同时测量并区分外力扰动和温度。再例如，在桥梁监测和建筑监测领域，一方面需要能够感应振动事件(如地震)，另一方面需要对火灾等进行预警，因此需要可以同时测量振动和温度。在以上这些应用场景下，利用传统的光纤传感技术是难以满足使用需求的。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【实用新型内容】

本实用新型需要解决的技术问题是：

传统的光纤传感仪器普遍是基于单一测量原理实现的，所测的物理量单一，无法实现多参量的同步传感测量，应用场景有限；而对于测量结果对多个参量都有响应的传感仪器，在实际应用中又很难进行不同参量的区分和定量分析。

本实用新型通过如下技术方案达到上述目的：

本实用新型提供了一种基于多芯光纤传感的多参量同步传感采集仪，包括光栅解调仪1、拉曼测温仪2、偏振分析仪3、同步触发电路4和多芯光纤耦合器6；