[发明专利]基于偏振态差分探测可多点定位的分布式光纤振动传感器

权利要求书

1.一种基于偏振态差分探测可多点定位的分布式光纤振动传感器，其特征在于，包括：

光收发模块包括：激光光源与光电探测器，其主要功能分别是产生探测光脉冲和接收两正交的偏振光。

光纤链路模块包括：偏振控制器、起偏器、光环行器、传感光纤、偏振分束器，其功能是将探测光脉冲耦合进传感光纤中，并对传感光纤中产生的后向散射光进行偏振态分解，输出两正交的偏振光。

信号处理模块包括差分探测与放大、A/D转换器和嵌入式计算机，其主要功能是进行两正交偏振光信号的差分探测，通过数据分析实现沿传感光纤轴向分布的振动扰动源的定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于偏振态差分探测可多点定位的分布式光纤振动传感器，其特征在于，激光光源在嵌入式计算机和驱动源控制下产生探测激光脉冲，而接收端由两个光电探测器接收两正交偏振的后向散射光，在电路上实现差分运算与放大，通过数据分析和处理实现振动扰动源的定位，可实现多点振动扰动源的同时定位。

3.根据权利要求2所述的一种基于偏振态差分探测可多点定位的分布式光纤振动传感器，其特征在于，激光光源采用半导体激光器，激光波长为1310nm或1550nm，产生的探测光脉冲宽度由嵌入式计算机控制可变。

4.根据权利要求1所述的一种基于偏振态差分探测可多点定位的分布式光纤振动传感器，其特征在于，所述偏振控制器控制激光光源输出光脉冲的偏振态，降低起偏带来的功率损失和光源随机偏振态变化引起的功率波动。所述光环行器是3端口环行器，作用是引导探测光脉冲从确定端口耦合进传感光纤，而后向散射光从另一端口输出。所述传感光纤是通用的标准单模光纤，沿传感光纤轴向空间上任意点均可作为传感元，同时整段传感光纤也是探测光和后向散射光的传输通道。所述偏振分束器是一个特殊的1×2耦合器，能够将一输入光信号分解为两束正交偏振态光信号输出。

5.根据权利要求4所述的一种基于偏振态差分探测可多点定位的分布式光纤振动传感器，各光路器件连接的特征在于，激光光源输出的光脉冲经过偏振控制器后连接到起偏器，将探测光脉冲变换成有确定偏振态的线偏振光，然后注入进光环行器的1端口，探测光脉冲经光环行器的2端口耦合进传感光纤，传感光纤中的后向散射信号则从光环行器的3端口输出，最后通过偏振分束器分解为两正交偏振的光信号，并送入光电探测器转换为含有振动扰动信息的电信号。

6.根据权利要求1所述的一种基于偏振态差分探测可多点定位的分布式光纤振动传感器，其特征在于，所述差分探测与放大由差分放大器和主放大器组成，实现两正交偏振态信号的差分探测和放大。所述A/D转换器实现对信号的高速采样后送入嵌入式计算机处理。所述嵌入式计算机实现传感数据的处理、分析，实现振动扰动源的精确定位，并提供VGA、USB、RS232C、并口等接口。