[实用新型]一种提高相位敏感光时域反射计频率响应的装置

说明书

本实用新型涉及一种提高相位敏感光时域反射计频率响应的装置，用于传感光纤中振动事件的探测，该装置包括依次连接的激光器(1)、声光调制器(2)、掺铒光纤放大器(3)和滤波器(4)，所述的滤波器(4)输出端连接待测传感光纤(5)，所述的光纤中等距分布多个光环形器(6)，每个光环形器(6)分别通过一个光电探测器(7)输出电信号，所述的光电探测器(7)均连接至数据处理器(8)，数据处理器(8)输出振动事件响应电信号。与现有技术相比，本实用新型系统装置简单，便于实际工程中操作，为光纤传感器领域的科学研究和工程应用提供了很好的参考。

技术领域

本实用新型涉及一种光纤传感器技术领域，尤其是涉及一种提高相位敏感光时域反射计频率响应的装置。

背景技术

光纤传感技术的发展始于20世纪70年代，是光电技术发展最活跃的分支之一。光纤传感技术的基础是以光纤作为传递信息的媒介，信号光作为信息的载体，光纤中光波的相位、振幅、频率、偏振态或波长等物理参量被外界环境变化直接或间接的改变，最后感知外界的物理信息。近十几年来，伴随着半导体光电技术、光纤通信技术以及计算机技术等相关技术的进步，光纤传感技术迅速发展。到目前为止，光纤传感系统已广泛应用于航空航天、土木建设、石油传输、通信和智能医疗等众多领域。与其他光纤传感技术相比，它具有探测灵敏度高、响应速度快、检测距离远等特点，通过研究其内部振动状况与结构变化进行状况监测，很快应用到国防、管道监测、周界安防等领域。

中国专利CN105606196A：一种基于频分复用技术的高频振动测量分布式光纤传感系统，该申请案公开的装置将相位敏感光时域反射系统与马赫曾德尔干涉仪结构结合，利用相位敏感的光时域反射技术进行定位，用马赫曾德尔干涉仪实现高频振动测量，并采用频谱映射的方法将振动位置和振动频率对应起来形成基于频分复用技术的高频振动测量分布式光纤传感系统，但其不足之处在于干涉仪仪器的结合过于复杂，同时会进一步增加系统成本，而且系统信噪比低，需要结合软硬件去噪。

中国专利CN109974836A：一种提高-OTDR频率响应的装置及方法，该申请案公开的装置，-OTDR系统和迈克尔逊干涉仪两套系统一起运行，-OTDR系统用来定位及辅助振动识别，迈克尔逊干涉仪系统主要用来行为识别。当外界存在振动，迈克尔逊干涉系统探测到振动且与入侵事件模板库匹配上时，从-OTDR系统中来得到振源位置信息，从而提高振动事件识别的准确性，但其不足之处在于装置需要搭建两套传感系统，过于复杂，不便实际操作。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高相位敏感光时域反射计频率响应的装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种提高相位敏感光时域反射计频率响应的装置，用于传感光纤中振动事件的探测，该装置包括依次连接的激光器、声光调制器、掺铒光纤放大器和滤波器，所述的滤波器输出端连接待测传感光纤，所述的光纤中等距分布多个光环形器，每个光环形器分别通过一个光电探测器输出电信号，所述的光电探测器均连接至数据处理器，数据处理器输出振动事件响应电信号。

所述的激光器为1550nm窄线宽激光器，输出功率为10mW，线宽为3KHz。

所述的声光调制器波长为1550nm，调制带宽为100MHz，上升沿时间为30ns。

所述的掺铒光纤放大器工作波长为1550nm，放大增益是25dB。

所述的滤波器为0.8nm信道间隔的波分复用滤波器。

所述的光电探测器为低噪声光电二极管，工作波长为1550nm，增益为2.1M，带宽为3dB。

所述的数据处理器包括采样频率为100M/s的数据采集卡。

所述的光环形器两两之间间距为1Km。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：