[发明专利]一种基于多机理融合的多参量分布式光纤传感器

权利要求书

1.一种基于多机理融合的多参量分布式光纤传感器，其特征在于，包括参数可控光源（1）、可调光信号处理系统（2）和可重配置光电信号处理系统（3）；其中可调光信号处理系统（2）的一端由光纤（5）并联连接参数可控光源（1）和可重配置光电信号处理系统（3），另一端设有与待检测的多机理多结构的传感光纤（4）相连接的接口；

由参数可控光源（1）产生多机理的光信号，多机理的光信号经光纤（5）进入可调光信号处理系统（2）完成光路控制后，经过待检测的多机理多结构的传感光纤（4），重返可调光信号处理系统（2），并在实现解复用和直接光功率检测、光相干检后进入可重配置光电信号处理系统（3）进行分析检测，得出待检测的多机理多结构的传感光纤（4）的传感结果；

所述的参数可控光源（1）包括波长可移窄带光源（6）、电光相位调制器（7）、声光调制器（8）、马赫-曾德电光调制器（9）、可调滤波器（10）、高速光偏振控制器（11）、电子控制系统（12）；由电子控制系统（12）通过双向控制信号对依次串联的波长可移窄带光源（6）、电光相位调制器（7）、声光调制器（8）、马赫-曾德电光调制器（9）、可调滤波器（10）、高速光偏振控制器（11）进行参数选择控制，从而得到多机理光信号；

所述的可调光信号处理系统（2）包括光路控制模块、直接光功率检测器或光相干检测器，由光路控制模块对所述多机理光信号进行光路控制，由直接光功率检测器或光相干检测器对所述多机理光信号进行检测；

所述的可重配置光电信号处理系统（3）由光电检测器（13）、电子放大器（14）、滤波器（15）、高速AD转换器（16）和基于FPGA的DSP处理模块（17）组成，用于分析检测接收到光信号，并得出最后的传感结果。

2.根据权利要求1所述的基于多机理融合的多参量分布式光纤传感器，其特征在于，所述的参数可控光源（1）中：

波长可移窄带光源（6），作为单独的中心波长控制原始光源，发出原始光信号；

电光相位调制器（7），接收到所述原始光信号后对所述原始光信号的相位进行调制；

声光调制器（8），对经相位调制后的光信号完成光频率移动和幅度调制，使经声光调制器（8）调制后的光信号构成一定的结构产生多种光频率变化；

马赫-曾德电光调制器（9），对声光调制后的光信号进行电光调制，调制光信号的幅度，产生光脉冲，产生π相移；

高速光偏振控制器（11），对经马赫-曾德电光调制器（9）幅度调制的光信号进行偏振态控制后产生多机理的光信号。

3.根据权利要求1所述的基于多机理融合的多参量分布式光纤传感器，其特征在于，所述的光路控制模块包括：

光放大模块，对所述的多机理光信号进行光路放大；

光功率分配模块，对不同机理光信号的光功率进行分配；

波分复用与解复用模块，对不同机理光信号的光路进行波分控制。

4.根据权利要求1所述的基于多机理融合的多参量分布式光纤传感器，其特征在于，所述的可重配置光电信号处理系统（3）中，

由光电检测器（13），对接收到的光检测信号进行光电转换；

电子放大器（14），对所述光电转换后得到的微弱电信号进行增强；

滤波器（15），对经过电子放大器（14）增强后的电信号进行滤波，得到模拟信号；

高速AD转换器（16），将所述模拟信号转化为数字信号；

基于FPGA的DSP处理模块（17），对所述数字信号进行时域、频域、相关域分析和编解码。

5.根据权利要求1所述的基于多机理融合的多参量分布式光纤传感器，其特征在于，所述的参数可控光源（1）的控制参数为波长、幅度、频率、偏振或相位。