[发明专利]一种抗噪声及断点自诊断的分布式光纤声音传感装置

说明书

本发明涉及一种抗噪声及断点自诊断的分布式光纤声音传感装置，属于分布式光纤传感技术领域；包括ASE宽带光源、隔离器、3×3耦合器、延迟光纤、2×1耦合器、1×2光开关、长距离光纤、传感光纤、法拉第旋转镜、声光调制器、掺铒光纤放大器、光纤环形器、光电转化模块、I/V转化模块、A/D转化模块、数据处理模块、上位机、差分放大器、带通滤波器、音频变压器、前置放大单元、功率放大单元、控制单元、音响、和耳机和单片机模块，通过相互连接构成一套完整的分布式光纤声音传感装置；解决了目前缺乏能对微弱声音信号进行清晰还原以及对所铺设的光纤进行断点检测的抗噪声及断点自诊断的分布式光纤声音传感装置的问题。

技术领域

本发明属于分布式光纤传感技术领域，具体涉及一种抗噪声及断点自诊断的分布式光纤声音传感装置。

背景技术

传统的声音传感装置依赖电力的支持，因而在强电磁干扰、高温高压、气候潮湿等恶劣环境下无法正常工作。随着光纤传感器的发展，干涉型光纤声音传感系统因具有抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高、传播距离广、易铺设等优点被广泛运用于无源或易受电磁干扰的环境中。干涉型光纤声音传感系统虽然应用广泛，但也存在一些问题。当所铺设的光纤产生断点、折损等故障时，将会很大程度上影响声音信号的传播质量，甚至导致信号传播的中断，而故障发生的不确定性使得现有光纤声音传感系统的可靠性下降。现有的光纤声音传感系统对微弱振动信号的还原解调能力有限，系统固有噪声较高。

因此急需一种能对微弱声音信号进行清晰还原以及对所铺设的光纤进行断点检测的抗噪声及断点自诊断的分布式光纤声音传感装置。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种抗噪声及断点自诊断的分布式光纤声音传感装置；解决目前缺乏能对微弱声音信号进行清晰还原以及对所铺设的光纤进行断点检测的抗噪声及断点自诊断的分布式光纤声音传感装置的问题。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种抗噪声及断点自诊断的分布式光纤声音传感装置，包括ASE宽带光源、隔离器、3×3耦合器、延迟光纤、2×1耦合器、1×2光开关、长距离光纤、传感光纤、法拉第旋转镜、声光调制器、掺铒光纤放大器、光纤环形器、第一光电转化模块、第一I/V转化模块、A/D转化模块、数据处理模块、上位机、第二光电转化模块、第二I/V转化模块、第三光电转化模块、第三I/V转化模块、差分放大器、带通滤波器、音频变压器、前置放大单元、功率放大单元、控制单元、音响、耳机；ASE宽带光源的输出端与隔离器的输入端相连接，隔离器的输出端与3×3耦合器的a端口相连接，所述3×3耦合器的b端口与第二光电转化模块的接收端相连接，c端口与第三光电转化模块的接收端相连接，d端口与延迟光纤的一端相连接，e端口与2×1耦合器的b端口相连接，f端口与声光调制器的输入端相连接；所述2×1耦合器的a端口与延迟光纤的另一端相连接，c端口与1×2光开关的a端口相连接，所述1×2光开关的c端口依次连接有长距离光纤、传感光纤、法拉第旋转镜；所述声光调制器的输出端与掺铒光纤放大器的输入端相连接，掺铒光纤放大器的输出端与光纤环形器的a端口相连接；所述光纤环形器的b端口与1×2光开关的b端口相连接，光纤环形器的c端口依次连接有第一光电转化模块、第一I/V转化模块、A/D转化模块、数据处理模块、上位机；所述第二光电转化模块的发送端与第二I/V转化模块的输入端相连接，第三光电转化模块的发送端与第三I/V转化模块的输入端相连接；第二I/V转化模块、第三I/V转化模块的输出端分别与差分放大器的两个输入端相连接，差分放大器的输出端依次连接有带通滤波器、音频变压器、前置放大单元，前置放大单元的输出端与功率放大单元的输入端相连接，功率放大单元的两个输出端分别与音响以及耳机相连接；控制单元同时与功率放大单元相连接。

进一步的，所述传感光纤与法拉第旋转镜放置于无源或易受电磁干扰环境中。

更进一步的，所述1×2光开关与单片机模块相连接，通过控制所述单片机模块可选择使1×2光开关的a端口或者b端口与c端口相连通。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：