[发明专利]一种分布式光纤振动和温度双物理量传感定位系统

摘要

本发明公开了一种分布式光纤振动和温度双物理量传感定位系统，是基于双Mach‑Zehnder干涉和Raman背向散射，该系统包括光源、光环形器、波分复用器WDM、光电探测器、光纤耦合器、传感光缆、数据采集卡、光隔离器和计算机；其中，光源使用了两个不同波长的激光器、采用波分复用技术，利用Mach‑Zehnder干涉仪中的一个传感臂上实现温度传感，同时与用于震动传感的光信号互不影响，最终在最少两条传感光纤中实现振动和温度两个物理量的传感和定位，并且该方法能有效的减少对光纤链路中传感光纤的占用。相比分别利用两种技术去探测振动信号和温度信号，本方法有效节约了光纤资源，并且可以实现不间断的实时传感。

主权项

一种分布式光纤振动和温度双物理量传感定位系统，其特征在于，基于双Mach‑Zehnder干涉和Raman背向散射，并包括：光源：采用两个光源，一个光源为中心波长在1310nm附近的窄带连续光激光器，用于实现光纤振动传感，另一个光源为中心波长在1550nm附近的脉冲激光器；光环形器：用来将光源发出的光传输到待检测物体并收集反射信号光，并且隔绝对向光进入到激光器；波分复用器WDM：用于过滤出背向拉曼散射光，包括1450附近的斯托克斯散射光和1660附近的反斯托克斯散射光并传送给两个雪崩光电探测器，同时保证1310nm和1550nm的光波不受影响的通过；光电探测器：包括两个铟砷化镓的光电探测器和两个雪崩光电探测器，两个铟砷化镓的光电探测器用来接收1310nm波长的正反两个方向的干涉光，两个雪崩光电探测器用来接受1550nm波长的脉冲光在传感光纤中产生的在1450nm附近和1660nm附近的拉曼背向散射光；光纤耦合器：包括窗口中心波长在1300nm的50:50的光纤耦合器，用于1:2分光，以及窗口中心波长在1300/1550nm双窗口的1:99的光纤耦合器，用于合并两个波长的连续光和脉冲光，并且保证对向的连续光能够在低损耗的情况话返回入射端与另一路连续光干涉；传感光缆：采用G.652D通信光缆，用于干涉外界扰动和温度场信息及传导光信号；数据采集卡：包括两路10MSPS和两路100MSPS并且带硬件累加功能的采集卡，实现对四个光电探测器的电压信号进行采集，并送入计算机处理；光隔离器：用于保证光的单项通行性，保证激光器不受损伤；计算机：实现对数据采集卡送入的采集信号的处理，以实现振动信号和温度信号的解调和显示。