[发明专利]一种光纤法珀式声学传感系统及方法

说明书

本申请公开了一种光纤法珀式声学传感系统及方法，包括光源、耦合器、光纤法珀传感器、波分复用器、两个光电探测器、信号处理器、激光放大器和带存储功能的放大器，其中：光源和波分复用器的一端分别与耦合器的一端电连接，耦合器的另一端与光纤法珀传感器通过光纤连接，光纤法珀传感器的一侧设置有激发源；两个光电探测器的一端分别与波分复用器的另一端电连接，两个光电探测器的另一端分别与信号处理器电连接，信号处理器、激光放大器和带存储功能的放大器依次电连接；信号处理器采用DE算法处理数据。本申请中，信号处理器采用DE算法使得两路正交激光信号稳定在高灵敏度的最佳工作区，提高灵敏度。

技术领域

本申请涉及高压设备技术领域，尤其涉及一种光纤法珀式声学传感系统及方法。

背景技术

随着电力工业对弱超声信号等各种信号测量的要求越来越高，实现弱超声信号的稳定测量已经成为了整个电力行业不可避免要面对的核心问题。

传统的光纤法珀传感系统包括光源、光纤耦合器、波分复用器、两个光电检测器以及光纤法珀传感器组成。光纤耦合器将光源发射出的激光进行分光后经光纤送入光纤法珀传感器的法珀腔中，光纤法珀传感器此时对外部信号进行测量，外部信号产生的超声波信号会引起传感器探头的膜片的振动，这种振动会改变激光干涉的光程差，这种携带外部信息的干涉光会再次返回到光纤耦合器中，并且，其经过光纤耦合器会被送入到波分复用器中，波分复用器按设定的波长滤出两路光波，并输出两路正交激光信号，这两路信号经过光电探测器最终转换成电信号，该电信号可以通过相应的软件进行分析，从而得到外部信号的信息。

由于传统的光纤法珀传感系统输出光波长是近似得到的，导致信号的正交精度非常低。信号的正交精度低，使得正交波带不在最佳工作区，导致灵敏度低。因此，提出了一种光纤法珀式传感器系统及方法。

发明内容

本申请提供了一种光纤法珀式声学传感系统及方法，以解决法传统的光纤法珀传感系统的灵敏度低的技术问题。

为了解决上述问题，本申请提供以下的技术方案：

一种光纤法珀式声学传感系统，包括光源、耦合器、光纤法珀传感器、波分复用器、两个光电探测器、信号处理器、激光放大器和带存储功能的放大器，其中：光源和波分复用器的一端分别与耦合器的一端电连接，耦合器的另一端与光纤法珀传感器通过光纤连接，光纤法珀传感器的一侧设置有激发源；两个光电探测器的一端分别与波分复用器的另一端电连接，两个光电探测器的另一端分别与信号处理器电连接，信号处理器、激光放大器和带存储功能的放大器依次电连接；信号处理器采用DE算法处理数据。

可选地，光源为ASE光源。

可选地，耦合器为1×2耦合器。

可选地，波分复用器为1×2波分复用器。

一种光纤法珀式声学传感方法，方法包括：耦合器将光源发射出的激光进行分光后，传输至光纤法珀传感器中；激发源发出震动信号，被测物体在震动信号的作用下，产生超声波信号；光纤法珀传感器在超声波信号的作用下，发生相干干涉，生成携带外部信息的干涉光；干涉光通过耦合器传输至波分复用器中；波分复用器根据设定的波长将所述干涉光滤出两路光波，并输出两路正交激光信号；两路正交激光信号分别经过对应的光电探测器转化为对应的电信号；电信号经过信号处理器处理，得到优化后的两路电信号；优化后的两路电信号经过激光放大器放大后，存储于带存储功能的放大器中。