[发明专利]一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统

权利要求书

1.一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统，其特征在于：所述监测系统由光纤环形器（1）、宽带光源（2）、信号分析处理单元（3）和单模-多模-单模结构光纤传感单元（4）组成；所述宽带光源（2）、所述信号分析处理单元（3）和所述单模-多模-单模结构光纤传感单元（4）分别通过单模光纤与所述光纤环形器（1）连接；

所述信号分析处理单元（3）由光功率放大器（301）、波长解复用器（302）、光电探测器阵列（303）和数据采集单元（304）组成；所述光功率放大器（301）一端通过单模光纤与所述光纤环形器（1）连接，另一端与所述波长解复用器（302）连接，所述波长解复用器（302）通过多路单模光纤与所述光电探测器阵列（303）连接，所述光电探测器阵列（303）通过导线（305）与所述数据采集单元（304）连接；

所述单模-多模-单模结构光纤传感单元（4）包含若干个单模-多模-单模结构光纤传感器，所述单模-多模-单模结构光纤传感器由光纤耦合器（401）、空心管（402）、多模光纤（403）和光纤布拉格光栅（404）组成，所述多模光纤（403）缠绕在所述空心管（402）上，所述多模光纤（403）两端通过单模光纤分别与所述光纤耦合器（401）和所述光纤布拉格光栅（404）连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统，其特征在于：所述单模-多模-单模结构光纤传感单元（4）是将各个单模-多模-单模结构光纤传感器中的光纤耦合器（401）通过单模光纤相互串联连接而成。

3.根据权利要求2所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统，其特征在于：所述单模-多模-单模结构光纤传感单元（4）中的单模-多模-单模结构光纤传感器的数量为2~9999个。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统，其特征在于：所述单模-多模-单模结构光纤传感单元（4）中多模光纤（403）与单模光纤用熔接机将端面切平后再进行熔接。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统，其特征在于：所述单模-多模-单模结构光纤传感单元（4）包含的每一个单模-多模-单模结构光纤传感器中的光纤布拉格光栅（404）具有不同的中心波长。

6.根据权利要求1~5中任意一项权利要求所述的一种基于光纤传感器的声学/振动监测系统，其特征在于，所述监测系统的具体监测方法为：当单模-多模-单模结构光纤传感器接收到探测信号时，空心管（402）发生形变，带动缠绕在所述空心管（402）上的多模光纤（403）发生形变，所述多模光纤（403）中各个模式的传输特性发生变化，导致各个模式干涉效应发生变化，从而导致单模光纤输出的光强发生变化，经波长解复用器（302）传输到光电探测器阵列（303），所述光电探测器阵列（303）中相应的光电探测器根据波长对应相应的声学/振动传感器，最后将所有信号传输至信号采集单元进行处理，实现环境声学/振动信号的监测。