[发明专利]一种动态应变测量范围提升的相位敏感光时域反射系统

权利要求书

1.一种动态应变测量范围提升的相位敏感光时域反射系统，其特征在于，具体结构为：可调谐激光器(1)输出的连续光经9:1的光纤耦合器一(3)后分为两路，同时窄线宽激光器(2)输出的连续光也经9:1的光纤耦合器二(4)分为两路，光纤耦合器一(3)和光纤耦合器二(4)的90％输出臂的连续光再经由1:1的光纤耦合器三(5)将两路连续光耦合在一起，耦合在一起的双波长连续光通过任意函数发生器(6)驱动声光调制器(7)调制产生脉冲探测光，再通过掺铒光纤放大器(8)补偿光功率的损耗后经光纤环形器(9)将脉冲探测光注入传感光纤(10)中，光纤中产生的散射光经环形器(9)的3口输出，输出的连续光通过分光比为1:1的光纤耦合器四(13)分为两路；光纤耦合器一(3)和光纤耦合器二(4)的10％输出臂输出的连续光作为本地光，分别经偏振控制器一(11)和偏振控制器二(12)调节偏振态后分别与光纤耦合器四(13)两个输出臂输出的连续散射光通过光纤耦合器五(14)和光纤耦合器六(15)耦合，耦合后的连续光分别用平衡探测器一(16)和平衡探测器二(17)进行光电转化，两个探测器输出的电信号用数据采集卡(18)的两个不同通道同时采集，最后用上位机(19)进行后期处理；系统采用两个波长的探测光进行外界参量的感知，并且系统的灵敏度通过调节两个激光器的波长差来调节，具体为：

式中，为外界动态应变引起的相位变化量，n为光纤的有效折射率，λ₁和λ₂为两个激光器的波长，Δz为外界变量引起的光纤长度的变化。

2.根据权利要求1所述的一种动态应变测量范围提升的相位敏感光时域反射系统，其特征在于，所述系统采用相干探测的方式探测光信号，通过探测器的带宽限制来控制平衡探测器一(16)和平衡探测器二(17)获取对应波长的外界感知信号。

3.根据权利要求1所述的一种动态应变测量范围提升的相位敏感光时域反射系统，其特征在于，所述系统不需要任何光滤波器，仅需在上位机(19)处理时对数据进行数字滤波。

4.根据权利要求1所述的一种动态应变测量范围提升的相位敏感光时域反射系统，其特征在于，所述数据采集卡(18)采用双通道采集卡，并且两个通道同步采集数据。