[发明专利]脉冲预泵浦单端矢量BOTDA动态应变测量方法及装置

权利要求书

1.脉冲预泵浦单端矢量BOTDA动态应变测量方法，其特征是，利用一个窄线宽激光器(LD)通过保偏耦合器(PCO)向阶梯脉冲光模块输出连续光，连续光经阶梯脉冲光模块后产生时间有限的微波调制预泵浦脉冲光与传感脉冲光的合成光信号，合成光信号从传感光纤的一端入射，微波调制预泵浦脉冲光的0阶基带预激发声波场，产生的自发布里渊散射光作为探测光与传感脉冲发生受激布里渊散射作用，产生谱宽很窄的布里渊散射谱；微波调制预泵浦脉冲光的1阶边带产生的背向瑞利散射光作为探测光与传感脉冲光发生受激布里渊散射作用，产生谱宽很宽的布里渊散射谱；谱宽很窄的布里渊散射谱与谱宽很宽的布里渊散射谱叠加形成合成谱；

同时，所述窄线宽激光器(LD)通过保偏耦合器(PCO)向本振光模块输出连续光，连续光经本振光模块后产生的本振光与携带受激布里渊散射信息的探测光在平衡探测器(BPD)中进行拍频，利用正交相位解调器(IQ)提取出拍频后获得电信号中的同相及正交分量，并通过数据采集卡(DAQ)对同相及正交分量进行采集，受激布里渊散射相移与正交分量和同相分量的商呈反正切函数的关系，进而得到受激布里渊散射相移，最后根据计算机数据库中存储的受激布里渊散射相移与动态应变的对应关系曲线解调出相应的动态应变值。

2.根据权利要求1所述的脉冲预泵浦单端矢量BOTDA动态应变测量方法，其特征是，在所述受激布里渊散射相移与动态应变的对应关系曲线中，每一个动态应变值对应一个相应的受激布里渊散射相移值，据此将受激布里渊散射相移与动态应变的对应关系进行标定。

3.根据权利要求1所述的脉冲预泵浦单端矢量BOTDA动态应变测量方法，其特征是，依据存储的受激布里渊散射相移与动态应变关系数据库实现动态应变的解调，具体解调方式为：

i、当环境温度与标定时温度相同时，获取的相移值对应的应变值即为当前动态应变值；

ii、当环境温度与标定时温度不同时，根据变化后的布里渊频移对受激布里渊相移与应变的关系曲线做出相应的修改，并根据修改后的关系曲线即可获取动态应变值。

4.用于如权利要求1-3中任一项脉冲预泵浦单端矢量BOTDA动态应变测量方法的装置，其特征是，包括窄线宽激光器(LD)、保偏耦合器(PCO)、阶梯脉冲光模块、本振光模块、第二扰偏器(PS2)、第二耦合器(CO2)、掺铒光纤放大器(EDFA)、第一光栅滤波器(GF1)、光环行器(OC)、第一扰偏器(PS1)、传感光纤(FUT)、振动源(VBS)、光滤波器(OF)、平衡探测器(BPD)、正交相位解调器(IQ)、数据采集卡(DAQ)和计算机(COM)，所述窄线宽激光器(LD)通过保偏耦合器(PCO)向阶梯脉冲光模块和本振光模块输出连续光；所述阶梯脉冲光模块的输出端依次经掺铒光纤放大器(EDFA)和第一光栅滤波器(GF1)接光环行器(OC)的第一光口，光环行器(OC)的第二光口经第一扰偏器(PS1)接传感光纤(FUT)和振动源(VBS)，光环行器(OC)的第三光口经光滤波器(OF)接第二耦合器(CO2)的第一输入光口；所述本振光模块的输出端经第二扰偏器(PS2)接第二耦合器(CO2)的第二输入光口；第二耦合器(CO2)的输出光口依次经平衡探测器(BPD)、正交相位解调器(IQ)和数据采集卡(DAQ)接计算机(COM)。