[实用新型]一种基于OTDR的融合系统

说明书

本实用新型涉及光传感技术领域，特别是涉及一种基于OTDR的融合系统，融合系统包括光源模块、探测光处理模块、信号处理模块、分光模块、环形器和传感光纤，光源模块的探测光输出端和探测光处理模块的输入端耦合，光源模块的至少两个本振光输出端和信号处理模块的输入端耦合，环形器和探测光处理模块的输出端耦合，环形器和传感光纤耦合，环形器还和分光模块的输入端耦合，分光模块的至少两个输出端和信号处理模块耦合，利用模块化组合设计构成了融合系统，解决了相同器件重复利用问题，本振光和对应的散射光在信号处理模块中配对处理，可实现外界扰动，温变、应变和长距离衰耗等多目标参量的分布式测量。

技术领域

本实用新型涉及光传感技术领域，特别是涉及一种基于OTDR的融合系统。

背景技术

在光纤传感器的发展过程中，分布式传感器代表了一类特殊的光纤传感器，它可以监测沿光纤任意点的不同物理参数(应变、温度、振动和压力等)。当需要监测的点数量较大时，分布式传感器比传统的点传感器具有明显的优势。光时域反射仪(Optical Time-domain Reflectometer，OTDR)实现光纤监测的主要原理是光脉冲注入光纤中作为探测信号。在光脉冲沿着光纤传播时，光纤将会产生向各个方向的瑞利散射，各方向瑞利散射中背向散射部分将随着脉冲光前向传输而不断从光纤不同位置背向返回光脉冲初始入射处，当前向传输的探测光遇到光纤机械固接头、光纤断裂处时，就会产生菲涅尔反射。背向瑞利散射信号和菲涅尔反射信号通过环形器后输入电光模块，根据接收到背向瑞利散射和菲浬尔反射信号的时间和功率大小，就能测量出光纤的损耗特性、长度及光纤断裂处或机械固接头处位置等信息。

相位敏感光时域反射(Phase-sensitive optical time-domain reflectometry，φ-OTDR)技术、布里渊光时域反射(Brillouin optical time domain reflectometry，BOTDR)和相干光时域反射(Coherent optical time domain reflectometry，COTDR)是三种应用广泛的分布式光纤传感技术；φ-OTDR技术是分布式光纤传感中灵敏度最高的技术手段之一，其采用高相干性的窄线宽激光器作为光源，传感光纤受外界扰动后的信号被探测器持续采集和处理，并利用光程的变化量对相位变化实现解调，重构沿光纤外界的扰动信息，进而重建和识别外界扰动信息，在多个领域均有相关应用。BOTDR利用自发布里渊散射光与入射光的频率差对温度和应变的变化敏感的特性，实现温度和应变的分布式传感。COTDR利用相干探测技术，具有很高的接收机灵敏度，大幅提高OTDR动态范围，可以监测超长距离的光纤。COTDR结合EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier，掺铒光纤放大器)在线放大可以应用到多跨段长跨距波分复用系统中，实现对多跨段传输光缆的监测。

然而现有分布式光纤传感系统大都是独立系统独立工作，重复利用率较低，进行多参量测量时，操作较复杂。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供一种基于OTDR的融合系统，目的在于解决现有分布式光纤传感系统大都是独立系统独立工作，重复利用率较低，进行多参量测量时，操作较复杂的问题。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供一种基于OTDR的融合系统，所述融合系统包括：光源模块、探测光处理模块、信号处理模块、分光模块、环形器和传感光纤，其中：

所述光源模块的探测光输出端和所述探测光处理模块的输入端耦合，适用于向所述探测光处理模块发送探测光；

所述光源模块的至少两个本振光输出端和所述信号处理模块的输入端耦合，适用于向所述信号处理模块发送至少两种不同波长的本振光；

所述环形器和所述探测光处理模块的输出端耦合，所述环形器和所述传感光纤耦合，适用于从所述探测光处理模块获取探测光，将探测光发送到所述传感光纤，并从所述传感光纤处获取总散射光；