[发明专利]基于反馈的全光纤传感定位系统及定位方法

权利要求书

1.一种基于反馈的全光纤传感定位方法，利用了一种定位系统，所述系统包括：反馈式全光纤传感器模块、光纤扰动检测模块、扰动定位模块，首先通过反馈式全光纤传感器模块输出两路干涉信号，然后通过光纤扰动检测模块将干涉信号转换为电信号，最后通过扰动定位模块利用相关算法得到定位结果；

其方法步骤如下：

步骤1：将采集到的同一振动对应不同光源和光路位置的两束干涉光信号经过相位还原得到干涉相位差信号和

步骤2：根据步骤1得到的干涉相位差信号特征，引入中间函数θ(t)；

步骤3：根据步骤2结果计算两光路系统的相位差信号之差

步骤4：对步骤3的结果求积分，得到信号其中n是光纤的有效折射率，c是真空中光速，L₂为扰动点位置的距离；

步骤5：计算步骤1的相位差信号与步骤4的积分结果信号比值，消除伪陷波点频率的干扰；

步骤6：对步骤5的信号进行傅立叶变换得到频谱，即可找到特征频率得到定位距离；其中扰动点位置L与特征频率f的关系为：

2.根据权利要求1所述的基于反馈的全光纤传感定位方法，其特征在于，所述反馈式全光纤传感器模块，采用如下反馈干涉结构，它包括第一光纤分路器(1)、第二光纤分路器(3)、第三光纤分路器(4)、第四光纤分路器(5)、第五光纤分路器(6)、光纤环形器(2)、第一光电转换器(7)、第二光电转换器(8)、第三光电转换器(9)、第四光电转换器(10)、第一反馈装置(11)、第二反馈装置(12)、第一光纤延迟线(L_d)、第二光纤延迟线(L₃)；第二光纤分路器(3)是3×3光纤分路器，第一光纤分路器 (1)、第三光纤分路器(4)、第四光纤分路器(5)、第五光纤分路器(6)是光纤波分复用器；信息处理单元(13)分别与第一光电转换器(7)、第二光电转换器(8)、第三光电转换器(9)、第四光电转换器(10)的输出端口(7b、8b、9b、10b)连接；光纤环形器(2)的端口(2a1)与第一光纤分路器(1)的输出端口(1b1)连接，光纤环形器(2)的输出端口(2c1)与第四光纤分路器(5)的端口(5a1)连接；第二光纤分路器(3)的输入端口(3a2)与光纤环形器(2)的另一输出端口(2b1)相连，第二光纤分路器(3)的一输出端口(3a3)与第五光纤分路器(6)的输入端口(6a1)连接，第二光纤分路器(3)的另一输出端口(3b2)与第三光纤分路器(4)的输入端口(4a1)连接；第三光纤分路器(4)的一输出端口(4b1)与第一反馈装置(11)连接，第三光纤分路器(4)的另一输出端口(4b2)与第二反馈装置(12)连接；第一光电转换器(7)、第二光电转换器(8)与第四光纤分路器(5)的输出端口(5b1、5b2)连接；第三光电转换器(9)、第四光电转换器(10)与第五光纤分路器(6)的输出端口(6b1、6b2)连接；第三光纤分路器(4)的所述输出端口(4b1)附近设置有第二光纤延迟线(L₃)；第二光纤分路器(3)的所述输入端口(3a2)和另一输入端口(3a1)之间设置有第一光纤延迟线(L_d)；第一光纤分路器 (1)的输入端口(1a1、1a2)为光源输入端口，第四光纤分路器(5)的所述输出端口(5b1、5b2)和第五光纤分路器(6)的所述输出端口(6b1、6b2)为干涉信号输出端口。