[发明专利]光学感测的方法及装置

权利要求书

1.一种光纤分布式声学感测系统，包括：

光学感测光纤，其被布置成在使用中用于接收脉冲光信号；

用于接收的器件，其用于在所述脉冲光信号沿着所述光学感测光纤行进时接收来自沿着所述光学感测光纤的反向散射的和/或反射的光，所述光依赖于沿着所述光学感测光纤入射的声波扰动被反向散射和/或反射；以及

用于处理的器件，其用于处理所接收的光以测量来自沿着所述光学感测光纤的长度的所接收的光的相对相位、频率和振幅来检测所述声波扰动，其中，对沿着所述光学感测光纤的长度进行的所述相对相位、频率和振幅的测量是同步的以提高信号灵敏度。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光学感测光纤是标准的电信光纤电缆。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述用于处理的器件还被布置成以几十kHz的速度测量所接收的光的相位调制。

4.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述系统还包括用于校准的器件，所述用于校准的器件用于校准所述用于处理的器件。

5.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述光学感测光纤沿着待被监测的结构或在待被监测的区域中进行部署。

6.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，由所述光学感测光纤接收的所述脉冲光信号的光频率被稍微改变以提高沿着所述光学感测光纤反向散射或反射的光的灵敏度。

7.根据权利要求6所述的系统，还包括光调制器和滤光器，所述光调制器用于在所述脉冲光信号中产生边频带，所述滤光器被配置成能够控制地选择一个或更多个调制边频带，并从而改变输入至所述光学感测光纤的光的频率。

8.根据任一前述权利要求所述的系统，其中，所述用于接收的器件包括干涉仪，所述干涉仪被布置成在使用中接收来自沿着所述光学感测光纤的反向散射光和/或反射光，所述干涉仪包括至少两个光路，在所述至少两个光路之间存在光路长度差，所述反向散射光和/或反射光在所述干涉仪中进行干涉以产生干涉分量，以及其中，所述用于处理的器件包括用于测量所述干涉分量的多个光电探测器和被布置成从所述干涉分量确定光学相位角数据的处理器。

9.一种光纤分布式声学感测方法，所述方法包括：

将脉冲光信号输入到光学感测光纤；

在所述脉冲光信号沿着所述光学感测光纤行进时，接收来自沿着所述光学感测光纤的反向散射的和/或反射的光，所述光依赖于沿着所述光学感测光纤入射的声波扰动被反向散射和/或反射；以及

处理所接收的光以测量来自沿着所述光学感测光纤的长度的所接收的光的相对相位、频率和振幅来检测声波扰动，其中，沿着所述光学感测光纤的长度进行的所述相对相位、频率和振幅的测量是同步的以提高信号灵敏度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述处理还包括以几十kHz的速度测量所接收的光的相位调制。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述相对相位、频率和振幅数据被组合以提供相干场图像。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，还包括沿着待被监测的结构或在待被监测的区域中部署所述光学感测光纤。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，还包括改变输入至所述光学感测光纤的所述脉冲光信号的光频率以提高沿着所述光学感测光纤反向散射或反射的光的灵敏度。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括在所述脉冲光信号中产生边频带，且能够控制地选择一个或更多个调制边频带，从而改变输入至所述光学感测光纤的光的频率。