[发明专利]直线型多通道光纤声振动传感装置及方法

摘要

本发明公开了一种直线型多通道光纤声振动传感装置及方法，其中装置包括：光源、传输光纤、微型全光纤中继复用器、光纤声振动传感器和光信号分析器。光源、微型全光纤中继复用器以及光信号分析器通过传输光纤按直线型串联，探测光经微型全光纤中继复用器输入光纤声振动传感器中，同时经过声调制的光信号返回沿传输光纤进入光信号分析器分析处理。该装置可实现多个光纤声振动传感器的直线串行连接，有效降低系统复杂度，且实现同步测量。该系统适用于多种应用场合，可构建灵活多变的声振动传感网络。

主权项

一种直线型多通道光纤声振动传感装置，其特征在于，该装置包括光源、传输光纤、N个光纤声振动传感器、N个微型全光纤中继复用器，光信号分析器；其中：光源：提供宽带探测光，采用宽光谱的SLD光源或者ASE光源，工作波段为1310nm或1550nm；传输光纤：用于光纤声振动传感装置中光源、微型全光纤中继复用器和光信号分析器各部分之间的连接；N个光纤声振动传感器,N≤64,所述光纤声振动传感器采用法珀干涉微腔结构，由单模光纤端面与传感膜片构成法珀腔，其中传感膜片采用聚合物薄膜制作，可耐受液氮温度‑196℃，声压力变化分辨率0.01Pa，传感器体采用高硼硅套管和毛细管制作，单模光纤置于毛细管中心；N个微型全光纤中继复用器，N≤64,每个微型全光纤中继复用器由一对具有相同特征波长参数的光栅辅助光纤耦合器和一个分光比为50:50的光纤耦合器组成；所述微型全光纤中继复用器具有三个端口，其中一个端口用于连接所述光纤声振动传感器，另外两个端口用于前后传输光纤的串接；所述微型全光纤中继复用器特征波长采用通信中的密集波分复用DWDM的中心波长，为每个光纤声振动传感器输出特定波长的谱宽度小于0.1nm窄带探测光，同时接收返回的经声振动调制的信号光；所述光纤声振动传感器的初始工作点与微型全光纤中继复用器的特征波长相匹配；光信号分析器：由DWDM滤波模块、InGaAs探测器模块、数据采集卡和计算单元组成；DWDM光通道数包括4路，8路，16路，32路或64路，用于将传输光纤中的各个波长的光干涉信号进行分离；所述InGaAs探测器模块的数量与DWDM光通道数匹配，进行光电转换；采用4块数据采集卡，数据采集卡采用16位AD，AD转换速度为1MHz，每块数据采集卡具有16路探测通道；计算单元包括计算机或嵌入式系统，对采集的各个波长的光干涉信号进行分析，完成高灵敏度多点声振动状态的同时监测。