[发明专利]脉冲调制及解调模块及分布式光纤振动传感定位方法

权利要求书

1.一种脉冲调制及解调模块，其特征在于，包括双马赫曾德光纤干涉仪和解调模块，其中所述双马赫曾德光纤干涉仪包括两个结构相同的脉冲延时装置，所述脉冲延时装置的一端分别连接各自的环形器，另一端通过传感光纤相互连接；脉冲序列在经过两个脉冲延时装置后产生四个脉冲序列，两两干涉，噪声光脉冲序列和信号光脉冲序列时域完全错开，从而分离不能发生干涉的噪声光；

所述解调模块接收第一、第二光电探测器(15,16)转换后的传感电信号，直接剪切未发生干涉的脉冲序列，对剩下发生干涉的脉冲信号滤除直流分量后，对两路干涉信号进行互相关以获得其到达各自光电探测器的时间差，从而获得振动事件的位置；其中所述第一、第二光电探测器接收经过两个脉冲延时装置后的干涉光并转换为计算机可处理的电信号。

2.根据权利要求1所述的脉冲调制及解调模块，其特征在于，所述脉冲延时装置包括延时光纤，以及分别设置在所述延时光纤两端的光纤耦合器(8,9,12,13)，当光从输入臂进，所述光纤耦合器的作用是分离出两个脉冲序列，当两束光分别从直通臂、耦合臂进，所述光纤耦合器用于将两脉冲序列合并产生干涉。

3.根据权利要求2所述的脉冲调制及解调模块，其特征在于，所述光纤耦合器(8,9,12,13)为窗口波长为1550nm波段的1*2分光耦合器，分光比50:50。

4.一种利用权利要求2或3所述的脉冲调制及解调模块的分布式光纤振动传感定位方法，其特征在于，

包括光源(1)、光隔离器(2)、第一、第二光环形器(6,7)、信号源(4)、声光调制器(3)、第一光纤耦合器(5)、第一、第二光电探测器(15,16)和所述脉冲调制及解调模块；

所述脉冲调制及解调模块包括双马赫曾德光纤干涉仪和解调模块；所述解调模块包括数据采集卡(17)和工控机(18)；

所述声光调制器(3)和双马赫曾德光纤干涉仪在传感光纤中产生有时间差的脉冲序列，当在传感光纤(14)上施加振动信号时，不同脉冲序列携带不同时间段的振动信息；

在进入传感光纤后，在传播光路中位于前端的脉冲延时装置的延时光纤使光延时，使传感光纤中产生两个具有时延差的互补的脉冲，位于后端的脉冲延时装置的延时光纤使两路脉冲序列有光部分对齐保证后续能发生干涉；

脉冲序列在经过两个脉冲延时装置后产生四个脉冲序列，其中，未经过延时光纤的两个脉冲序列无法发生干涉，因此只经过一次延时光纤的另两个脉冲序列在位于后端的延时光纤之后的光纤耦合器处发生干涉，从而分离不能发生干涉的噪声光；

随后两个光电控制器分别接收正反两个方向的只经过一次延时光纤的脉冲序列，并将其转换为计算机可处理的电信号传输至所述解调模块；其中，所述脉冲序列携带振动信息；

所述解调模块以信号发生器的脉冲信号为触发源，接收光电探测器转换后的传感电信号，由于信号光和噪声光在时域上已被分离，所述解调模块直接剪切未发生干涉的脉冲序列，对剩下发生干涉的脉冲信号滤除直流分量后，对两路干涉信号进行互相关以获得其到达各自光电探测器的时间差，从而获得振动事件的位置。