[发明专利]时分复用的分布式光纤振动传感器

权利要求书

1.一种时分复用的分布式光纤振动传感器，包括：基于后向瑞利散射原理的第一分布式光纤传感装置和基于Mach-Zehnder干涉原理的第二分布式光纤传感装置，其中，第一分布式光纤传感装置通过对应的传感光纤获取被测空间内的振动位置信息，第二分布式光纤传感装置通过对应的传感光纤获取被测空间内的振动频率信息，其特征在于：所述第一分布式光纤传感装置和第二分布式光纤传感装置共用同一条传感光纤，第一分布式光纤传感装置和第二分布式光纤传感装置通过时分复用机制错时工作。

2.根据权利要求1所述的时分复用的分布式光纤振动传感器，其特征在于：分布式光纤振动传感器由光源（1）、第一耦合器（2）、第一声光调制器（3）、掺铒光纤放大器（4）、光滤波器（5）、三端口环形器（6）、长距离传感光纤（7）、第二耦合器（8）、平衡光电探测器（9）、第二声光调制器（10）、隔离器（11）、高通滤波器（12）、混频器（13）、函数发生器（14）、低通滤波器（15）和数据采集卡（16）组成；其中，第一耦合器（2）为1×3耦合器，第二耦合器（8）为2×2耦合器；

光源（1）与第一耦合器（2）的输入端光路连接，第一耦合器（2）将输入光分为三路，第一路光作为振动频率检测信号输入第二声光调制器（10），第二路光作为振动位置检测信号输入第一声光调制器（3），第三路光作为参考信号输入第二耦合器（8）的第一输入端；

第二声光调制器（10）的输出端与隔离器（11）的输入端光路连接，隔离器（11）的输出端与长距离传感光纤（7）的首端光路连接，长距离传感光纤（7）的末端与三端口环形器（6）的收发复用端光路连接，三端口环形器（6）的输出端与第二耦合器（8）的第二输入端光路连接；

第一声光调制器（3）的输出端与掺铒光纤放大器（4）的输入端光路连接，掺铒光纤放大器（4）的输出端与光滤波器（5）的输入端光路连接，光滤波器（5）的输出端与三端口环形器（6）的输入端光路连接；

第二耦合器（8）的两个输出端与平衡光电探测器（9）的两个输入端一一对应地光路连接，平衡光电探测器（9）的输出端与高通滤波器（12）的输入端连接，高通滤波器（12）的输出端与混频器（13）的第一输入端连接，混频器（13）的第二输入端与函数发生器（14）连接，混频器（13）的输出端与低通滤波器（15）的输入端连接，低通滤波器（15）的输出端与数据采集卡（16）连接；

函数发生器（14）还分别与第一声光调制器（3）和第二声光调制器（10）连接；

函数发生器（14）向第一声光调制器（3）输出第一电脉冲信号，函数发生器（14）向第二声光调制器（10）输出第二电脉冲信号，通过调整第一电脉冲信号和第二电脉冲信号之间的输出时延形成时分复用机制，使用于获取振动位置信息的相关装置和用于获取振动频率信息的相关装置错时工作；

当分布式光纤振动传感器对振动位置信息进行测量时，函数发生器（14）向混频器（13）输出与第一电脉冲信号对应的余弦信号，当分布式光纤振动传感器对振动频率信息进行测量时，函数发生器（14）向混频器（13）输出与第二电脉冲信号对应的余弦信号。

3.根据权利要求2所述的时分复用的分布式光纤振动传感器，其特征在于：掺铒光纤放大器（4）的工作方式采用前向两级泵浦方式，采用980nm泵浦光在4m或6m掺铒光纤下实现光放大。