[发明专利]测量光纤中温度和应力的方法、以及布里渊光时域反射仪

权利要求书

1.一种测量光纤中温度和应力的方法，其特征在于：包括：

a、将激光器发出的光分为两束，一束通过脉冲调制得到探测脉冲并进入传感光纤，另一束通过布里渊激光器形成本振光；

b、进入传感光纤的探测脉冲经过布里渊散射后得到的布里渊散射光又被分成两束光，一束与本振光相干检测，另一束从中分离得到瑞利散射光；

c、分别对瑞利散射光和相干检测后得到的布里渊散射光进行检测，得到布里渊散射信号和瑞利散射信号，并通过将布里渊散射信号和瑞利散射信号相比较的方式计算光纤中空间位置x分别与温度和应力的对应关系。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤c中，采用如下两式：LPR=LPR₀+C_PT△T+C_Pε△ε和v_B=v_B0+C′_vT△T+C′_vε△ε，计算空间位置x分别与温度和应变的对应关系；

其中，v_B为布里渊散射谱中心频移，LPR₀表示无应变和温度影响时的功率比值，C_PT、C_Pε分别表示功率比值与温度、应变系数，v_B0表示无应变和温度影响时的频移值，C′_vT、C′_vε分别表示频移值与温度、应变系数。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤c中，在通过将布里渊散射信号和瑞利散射信号相比较的方式计算光纤中空间位置x分别与温度和应力的对应关系之前，通过布里渊散射谱反演法计算空间位置x与v_B的对应关系。

4.一种布里渊光时域反射仪，包括：光源组件、第一光路组件、第二光路组件、第一耦合组件和探测与处理组件，所述光源组件用于生成两束激光，一束通过所述第一光路组件输至传感光纤形成布里渊散射光，另一束通过第二光路组件形成本振光，所述第一耦合组件将所述布里渊散射光和本振光耦合至所述探测与处理组件，其特征在于：还包括：第二耦合组件，所述第二耦合组件位于所述第一光路组件和第一耦合组件之间，用于将所述第一光路组件输出的布里渊散射光分为两束，一束输至所述第一耦合组件，并从另一束中取出瑞利散射光并由所述探测与处理组件接收，所述探测与处理组件根据接收的布里渊散射光信号与瑞利散射光信号，计算所述传感光纤中温度和应力分别与传感光纤的空间位置x的对应关系。

5.如权利要求4所述的布里渊光时域反射仪，其特征在于：所述探测与处理组件包括：

处理器，用于依次对接收的布里渊散射光信号进行数字信号处理和布里渊散射谱反演，得到布里渊散射谱中心频移v_B与空间位置x的对应关系；以及，用于：

根据式：LPR=LPR₀+C_PT△T+C_Pε△ε和v_B=v_B0+C′_vT△T+C′_vε△ε，计算空间位置x分别与温度和应变的对应关系，其中LPR₀表示无应变温度影响时的功率比值，C_PT、C_Pε分别表示功率比值与温度、应变系数，v_B0表示无应变温度影响时的频移值，C′_vT、C′_vε分别表示频移值与温度、应变系数。

6.如权利要求5所述的布里渊光时域反射仪，其特征在于：所述探测与处理组件还包括：

第一光电探测器，用于接收布里渊散射光；

第二光电探测器，用于接收瑞利散射光。