[发明专利]基于布里渊散射的分布式光纤传感测量系统及测量方法

摘要

本发明为基于布里渊散射的分布式光纤传感测量系统及测量方法，本系统的激光器输出2束波长差大于15nm的连续激光，经合波器、耦合器分成探测光和本振光；探测光经脉冲信号发生器连接的电光调制器、环形器进入传感光纤，自发布里渊散射光经环形器接入3dB耦合器；本振光也接入此，其输出连接平衡探测器及存储有相关程序、公式的数据采集处理单元。本测量方法为：双波长探测光调制成探测光脉冲在传感光纤中发生自发布里渊散射，与本振光相干混频，数据采集处理单元对平衡探测器的差频电信号扫频测量，得到沿传感光纤不同点的布里渊散射频谱和布里渊频移，计算得到温度和应变的改变量。本发明实现温度和应变的同时测量，提高测量精度。

主权项

基于布里渊散射的分布式光纤传感测量系统，包括激光器，传感光纤，3dB耦合器，平衡探测器和数据采集处理单元，传感光纤分布于待测区域；所述传感光纤为普通单模光纤；其特征在于：所述激光器为2个输出波长差大于15nm的连续激光的窄线宽激光器或者为一个输出波长差大于15nm的2束连续激光的双波长激光器；2束连续激光波长分别为λ1和λ2，作为入射光接入合波器（3），之后进入耦合器（4）分成2路，一路作为探测光，另一路作为本振光；探测光进入脉冲信号发生器（13）连接的电光调制器（6）；电光调制器（6）输出的探测光脉冲经环形器（7）进入传感光纤（8），自发布里渊散射光经环形器（7）接入3dB耦合器（9）；耦合器（4）分出的本振光也接入3dB耦合器（9），3dB耦合器（9）的输出接到平衡探测器（10），平衡探测器（10）输出的差频电信号接入数据采集处理单元（11）；脉冲信号发生器（13）也连接数据采集处理单元（11）；数据采集处理单元（11）存储有布里渊散射频谱的扫频测量程序，曲线拟合程序，波长λ1的入射光对应的布里渊频移的温度系数Cλ1T和布里渊频移应变系数Cλ1ε，波长λ2的入射光对应的布里渊频移应变系数Cλ2ε和布里渊频移温度系数Cλ2T，根据双波长λ1和λ2的布里渊频移ΔvB1和ΔvB2计算温度改变量ΔT和应变的改变量Δε的公式 Δϵ ΔT = 1 | C λ 1 ϵ C λ 2 T - C λ 2 ϵ C λ 1 T | × C λ 2 T - C λ 1 T - C λ 2 ϵ C λ 1 ϵ Δ v B 1 Δ v B 2 .