[发明专利]一种多参量分布式光纤传感装置

权利要求书

1.一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，所述传感装置包括：第一激光器（1）、第二激光器（2）、第一耦合器（3a）、第二耦合器（3b）、第一电光调制器（4a）、第二电光调制器（4b）、环形器（5）、第一光接口（6a）、第二光接口（6b）、波分复用器（7）、光电探测器（9）、模数转换模块（10）、信号处理模块（11）和显示模块（12）；

所述第一激光器（1）发出的激光被第一耦合器（3a）分成两路，一路接入所述第一电光调制器（4a）被调制成泵浦光脉冲，并经由所述第一光接口（6a）从被测光纤的一端注入，而另一路接入所述第二电光调制器（4b）以产生扫频的连续的探测光，接着经由所述第二光接口（6b）从光纤的另一端注入；

泵浦光脉冲与连续的探测光在被测光纤中相互作用产生受激布里渊散射效应，从而将泵浦光脉冲的能量转移给所述连续的探测光；

所述第二激光器（2）发出的激光被调制成光脉冲，并通过所述第一光接口（6a）注入被测光纤，该光脉冲在被测光纤中产生背向瑞利散射光；

所述连续的探测光和所述背向瑞利散射光依次经过所述第一光接口（6a）、所述环形器（5）和所述波分复用器（7）传给所述光电探测器（9），所述光电探测器（9）输出的电信号经所述模数转换模块（10）转换成数字信号，再传给所述信号处理模块（11）处理，分别得到布里渊光时域分析数据和光时域反射数据，最后由所述显示模块（12）显示。

2.根据权利要求1所述的一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，所述传感装置包括光滤波器（8），用于提升布里渊光时域分析信号的信噪比。

3.根据权利要求1所述的一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，

所述传感装置同时工作在布里渊光时域分析模式和光时域反射模式时，选用两个光电探测器，即第一光电探测器（9a）和第二光电探测器（9b）分别接收布里渊光时域分析信号和光时域反射信号，并且所述模数转换模块（10）选用双通道数据采集卡，以同时提取布里渊光时域分析信号和光时域反射信号。

4.根据权利要求1所述的一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，

所述传感装置工作在布里渊光时域分析模式或光时域反射模式时，选用同一个所述光电探测器（9），以接收对应工作模式下的光信号。

5.根据权利要求1所述的一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，所述传感装置包括掺铒光纤放大器（13），用于放大泵浦光脉冲的峰值功率。

6.根据权利要求1所述的一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，所述传感装置包括第一激光驱动器（1b）和第三激光器（1a）；

选用所述第一激光驱动器（1b）驱动所述第三激光器（1a）来产生连续的探测光。

7.根据权利要求1所述的一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，所述传感装置包括第三耦合器（3c）：

所述第一激光器（1）和所述第二激光器（2）交替工作时，使用所述耦合器（3c）耦合从所述波分复用器（7）分离出来的光信号；

所述第一激光器（1）工作时，被受激布里渊散射效应放大后的连续的探测光被所述波分复用器（7）分离，再经所述光滤波器（8）滤波后进入所述第三耦合器（3c），最后被所述光电探测器（9）接收；

所述第二激光器（2）工作时，来自所述第二激光器（2）的光脉冲在被测光纤中的背向瑞利散射光经所述波分复用器（7）分离后进入所述第三耦合器（3c），最后被所述光电探测器（9）接收；

所述模数转换模块（10）采用单通道数据采集卡采集所述光电探测器（9）输出的电信号，再传给所述信号处理模块（11）处理。

8.根据权利要求1所述的一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，选用所述第一电光调制器（4a）调制所述第一激光器（1）和所述第二激光器（2）输出的连续光，从而得到布里渊光时域分析模式下的泵浦光脉冲和光时域反射模式下的探测光脉冲。

9.根据权利要求1所述的一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，所述传感装置包括第二激光驱动器（2a）：

选用所述第二激光驱动器（2a）驱动所述第二激光器（2）产生光脉冲，该光脉冲与来自所述第一激光器（1）的泵浦光脉冲通过所述第二耦合器（3b）耦合进被测光纤。

10.根据权利要求9所述的一种多参量分布式光纤传感装置，其特征在于，所述第二激光驱动器（2a）驱动所述第二激光器（2）使其输出波长线性变化，以实现对被测光纤的表征和故障定位。