[发明专利]一种同时测量温度和应变的分布式光纤传感方法及装置

权利要求书

1.一种同时测量温度和应变的分布式光纤传感方法，其特征在于包括以下步骤：

S1.对需要测量的传感光纤分别标定两个不同波长的入射光对应的布里渊频移温度系数和应变系数；

S2.采用步骤S1中所述两个不同波长的入射光分别对需要测量的传感光纤进行布里渊频移测量，得到两个不同波长下所述传感光纤的布里渊频移量；

S3.根据步骤S1得到的不同波长下的布里渊频移温度系数和应变系数，以及步骤S2得到的不同波长下的布里渊频移量，计算得到所述传感光纤的温度和应变分布。

2.根据权利要求1所述的同时测量温度和应变的分布式光纤传感方法，其特征在于：所述步骤S2中进行布里渊频移测量的步骤是将所述两个不同波长的入射光先后单独注入所述传感光纤，首先测量第一个波长下的布里渊频移量，然后测量第二个波长下的布里渊频移量。

3.根据权利要求1所述的同时测量温度和应变的分布式光纤传感方法，其特征在于：所述步骤S2中进行布里渊频移测量的步骤是将所述两个不同波长的入射光同时注入所述传感光纤，再同时分别测量两个不同波长下的布里渊频移量。

4.根据权利要求3所述的同时测量温度和应变的分布式光纤传感方法，其特征在于：所述两个不同波长的入射光的频差至少大于100MHz。

5.一种同时测量温度和应变的分布式光纤传感装置，其特征在于包括：两个窄线宽激光器、隔离器、耦合器、脉冲光产生装置、扰偏器、掺饵光纤放大器、移频装置、偏振控制器、环形器、光电探测器、数据采集卡、计算机和传感光纤，所述环形器为设有第一端口、第二端口和第三端口的三端口环形器，所述窄线宽激光器产生的入射光经过隔离器后，再经过所述耦合器分为两个支路，第一支路经所述脉冲光产生装置调制为脉冲光，再经过所述掺饵光纤放大器放大后作为脉冲泵浦光连接所述环形器的第一端口，所述环形器的第二端口接入所述传感光纤的一端；第二支路经过所述移频装置移频作为移频后的探测光接入所述传感光纤的另一端，所述的环形器的第三端口连接所述光电探测器进行光电转换，最后由所述数据采集卡和计算机得到所述传感光纤的布里渊频移量；所述两个窄线宽激光器为不同时接入的不同波长的窄线宽激光器，在工作时首先接入第一个波长下的窄线宽激光器进行测量，然后再接入第二个波长下的窄线宽激光器进行测量。

6.一种同时测量温度和应变的分布式光纤传感装置，其特征在于包括：两个窄线宽激光器、耦合器、隔离器、脉冲光产生装置、掺饵光纤放大器、移频装置、扰偏器、偏振控制器、环形器、光电探测器、数据采集卡、计算机和传感光纤、波分复用器，所述环形器为设有第一端口、第二端口和第三端口的三端口环形器，所述两个窄线宽激光器为两个同时接入的不同波长的窄线宽激光器，均同时接入所述波分复用器，再经过隔离器到达所述耦合器分为两个支路，第一支路经所述脉冲光产生装置调制为脉冲光，再经过所述掺饵光纤放大器放大后作为脉冲泵浦光连接所述环形器的第一端口，所述环形器的第二端口接入所述传感光纤的一端，第二支路经过所述移频装置移频作为移频后的探测光接入所述传感光纤的另一端，所述的环形器的第三端口连接所述光电探测器进行光电转换，最后由所述数据采集卡和计算机将两个波长对应的数据分别进行布里渊增益谱拟合，最终得到所述传感光纤在不同波长下对应的布里渊频移量。

7.根据权利要求6所述同时测量温度和应变的分布式光纤传感装置，其特征在于：所述两个窄线宽激光器的频差至少大于100MHz。

8.根据权利要求5或6所述同时测量温度和应变的分布式光纤传感装置，其特征在于：所述两个窄线宽激光器、耦合器、隔离器、脉冲光产生装置、掺饵光纤放大器、移频装置、扰偏器、偏振控制器、环形器、传感光纤均为单模器件。

9.根据权利要求5所述同时测量温度和应变的分布式光纤传感装置，其特征在于：所述两个窄线宽激光器均为半导体激光器或均为光纤激光器，且输出的波长均在C波段。

10.根据权利要求5所述同时测量温度和应变的分布式光纤传感装置，其特征在于：所述脉冲泵浦光的脉宽为10ns～100ns。