[发明专利]基于相干光时域反射的振动检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及振动检测领域，特别涉及一种基于相干光时域反射的振动检测方法。

背景技术

COTDR（Coherent Optical Time-Domain Reflectometry，相干光时域反射）又被称为基于相干瑞利散射的光时域反射技术，该技术可以利用超窄线宽激光脉冲在测量光纤中发生的后向瑞利散射，检测测量光纤沿线出现的振动。

目前，实现该技术的主要过程是：首先，产生一个脉冲激光；然后，将产生的脉冲激光通过环行器的一个端口输入测量光纤，使激光脉冲在测量光纤中传输，从而产生后向瑞利散射光，该后向瑞利散射光通过环行器的另一端口输出；最后，根据环行器输出的后向瑞利散射光确定测量光纤沿线是否存在振动。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

为了避免测量光纤中激光脉冲之间的相互干扰，需要保证测量光纤中始终只有一个激光脉冲存在，这导致采样频率低（即在一定时间内产生后向瑞利散射光的个数少），因此根据采样定理，可能无法完整的采集到振动信号，导致振动检测的结果不够准确。

发明内容

为了解决现有技术只允许测量光纤中只存在一个激光脉冲，导致信号采样频率低，能够检测到振动信号的频率低的问题，本发明实施例提供了一种基于COTDR的振动检测方法。所述技术方案如下：

本发明实施例还提供了一种基于相干光时域反射的振动检测方法，所述方法包括：

提供N路波长各不相同的脉冲激光，每一路所述脉冲激光中两个连续的脉冲的时间间隔均大于等于T，且任意不属于同一路所述脉冲激光的两个连续的脉冲之间的时间间隔小于T，其中，N≥2，T=2Ln/C，L为所述测量光纤的长度，C为真空光速，n为所述测量光纤纤芯折射率；

对N路所述脉冲激光进行复用；

将复用后的所述脉冲激光输入测量光纤，并输出复用后的所述脉冲激光在所述测量光纤中传输产生的后向瑞利散射光；

对所述后向瑞利散射光进行分离，产生N个波长各不相同的瑞利散射光；

对分离出的所述N个波长各不相同的瑞利散射光进行光电转换，得到N个电信号；

采用所述电信号对振动进行定位。

在本发明实施例的一种实现方式中，每一路所述脉冲激光中两个连续的脉冲的时间间隔均等于T，且不属于同一路所述脉冲激光的两个连续的脉冲之间的时间间隔为T/N。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述提供N路波长各不相同的脉冲激光，包括：

采用多波长激光器产生N路波长各不相同的连续激光；

对所述N路波长各不相同的连续激光进行分离；

将分离后的所述N路波长各不相同的连续激光转换为N路波长各不相同的所述脉冲激光。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述将分离后的所述N路波长各不相同的连续激光转换为N路波长各不相同的所述脉冲激光，包括：

采用时序信号控制N个声光调制器，从而将N路所述连续激光转换为N路所述脉冲激光，所述N个声光调制器与所述N路所述连续激光一一对应设置。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述提供N路波长各不相同的脉冲激光，包括：

采用N个激光器产生N路波长各不相同的连续激光；

将所述N路波长各不相同的连续激光转换为N路波长各不相同的脉冲激光。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述提供N路波长各不相同的脉冲激光，包括：

采用N个脉冲激光器产生N路波长各不相同的所述脉冲激光。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述采用所述电信号对振动进行定位，包括：

对所述N个电信号的电压进行平均，得到平均电信号；

检测所述平均电信号中是否存在信号突变；

当所述平均电信号中存在信号突变时，确定所述测量光纤周围存在振动，并对所述振动进行定位。

在本发明实施例的另一种实现方式中，在所述将复用后的脉冲激光输入测量光纤之前，所述方法还包括：

对所述脉冲激光进行能量放大。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：