[实用新型]用于布里渊传感的多通道并行微波扫频装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种并行微波扫频装置，尤其是涉及了一种用于布里渊传感的并行微波扫频装置。

背景技术

基于布里渊散射原理的光纤传感技术是一种新型和前沿的分布式光纤传感技术，该技术相比于传统的传感技术具有传感距离长、空间分辨率和测量精度高、抗电磁干扰、防水、抗高压、耐腐蚀、可实现分布式检测等优点，并且可进行温度和应变的同时测量，在大型工程建设、石油和天然气管道监测和边境安全监测等领域发挥着重要作用，因此成为了国内外光纤传感领域的研究热点。目前用于光纤传感技术的原理主要包括：瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射；基于瑞利散射的光纤传感技术只能测量光纤的损耗和断点，不能测量温度和应变等物理量；基于拉曼散射原理的光纤传感，虽然可以测量温度变化，但拉曼散射的光信号相对较弱，而且只对温度敏感，难以用于需要应力检测的场合；而基于布里渊散射的光纤传感技术对温度和应变都敏感，温度和应变都会引起布里渊散射的频移，可同时检测温度和应变。传统的布里渊传感信号检测方法是采用单一扫频模块的扫频法，此方法虽然可以获得完整连续的布里渊散射频谱，但是，受到扫频模块工作原理的限制，获取完整布里渊散射频谱的时间比较长，不能满足现场应用的要求。

发明内容

针对背景技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于布里渊传感的并行微波扫频装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型包括DFB高稳定性激光光源，DFB高稳定性激光光源的输出接第一分束器一个输入端，第一分束器的两个输出端分别接斩波电路输入端和第二分束器输入端；斩波电路输出端通过第一掺铒光纤放大器接扰偏器输入端，扰偏器输出端接第一环形器输入端口，第一环形器的一个输出口接传感光纤；第一环形器的另一个输出端口接第二环形器的输入端口，第二环形器的一个输出端口接光纤光栅滤波器，第二环形器的另一个输出端口接第二掺铒光纤放大器输入端；第二掺铒光纤放大器输出端接第三分束器的一个输入端，第三分束器的另一输入端与第二分束器的一个输出端相连接，第三分束器的输出端和光电探测器输入端相连，光电探测器输出端接高通滤波器输入端，高通滤波器输出端与低噪声放大电路输入端连接；多通道并行微波扫频模块输入端与低噪声放大电路输出端连接，多通道并行微波扫频模块输出端与多通道数据采集卡输入端相连，多通道数据采集卡输出端与计算机相连。

与背景技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型中的用于布里渊传感的多通道并行微波扫频装置是一套用于布里渊传感的信号采集装置，采用多通道并行采集的方式，可大大缩短信号采集时间。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构图；

图2是多通道并行微波扫频模块结构图；

图3是采集到的不连续频谱图示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型中采用DFB高稳定性激光光源提供连续的稳定的激光，用分束器1将激光器提供的光源按照1:9的比例分开，其中90%用作检测时的参考光，另外10%的光经由斩波电路被转换成具有一定频率的脉冲光；该脉冲光再经掺铒光纤放大器EDFA1放大，扰偏器用来减少被放大后的脉冲光中偏振引起的损耗，环形器1除了用来提供传感光纤的入射端口1，和传感光纤的反射入口2外，还提供了传感光纤反射光的出口3；环形器2入射端口1将传感光纤的反射信号经端口2 送到光纤光栅滤波器中，经过光纤光栅滤波器后，反射信号中的拉曼散射和瑞利散射被滤除，只留下布里渊散射经环形器2的端口2回到环形器中，再由环形器2的端口3送入掺铒光纤放大器EDFA2中，放大后的信号和1:1分束器2分出的信号在1:1分束器3处发生干涉，干涉之后的信号进入光电探测器，高通滤波器将光电探测器的输出信号进行滤波后传送给低噪声放大电路进行放大；被放大后的信号被同时传输给多个并行工作的微波扫频处理模块，每一模块的本振信号工作在不同频率并各自负责一个频率区间，通过改变每个通道对应的扫频模块的本振频率，使其完成对布里渊散射信号在对应频率区间的获取，原理如图2所示；每个通道将各自负责的频率区间的信号交由数据采集卡对应通道，最后由计算机获取所有通道数据并汇总。经由数据采集卡获取的数据在计算机汇总之后，由于通道特性差异将出现如图3所示的不连续错位频谱。根据采集到的频谱片段，进行等比例移位拼接。移位拼接时根据两个相邻频谱片段中前一段频谱的最后一个数据和后一段频谱的第一个数据的比值，将后一段频谱整体等比例移位后拼接到前一段频谱上。频谱信号拼接时，按照顺序先拼接第二段和第一段，再拼接第三段和已经进行移位拼接的第二段，如此循环，直至将所有频谱片段拼接完成为止。