[实用新型]一种远程外调制光纤干涉振动测量装置

说明书

本实用新型公开了一种远程外调制光纤干涉振动测量装置，包括，激光发射装置、光纤耦合器、光纤干涉仪主体结构和处理装置，激光发射装置和光纤耦合器之间、光纤干涉仪主体结构和光纤耦合器之间、光纤耦合器和处理装置之间均使用光纤连接；其中，所述光纤干涉仪主体结构包括壳体和压电弹片，压电弹片的一端固定在壳体，另一端悬空，壳体固定在基岩，光纤干涉仪主体结构和光纤耦合器之间的光纤固定于压电弹片；当环境振动发生时，壳体带动压电弹片产生振动，产生调制信号。本实用新型使用无源外调制方式，实现光纤干涉仪主体结构的相位调制，可以避免伴生调幅的产生。

技术领域

本实用新型涉及光纤干涉振动传感器领域，具体的，涉及一种远程外调制光纤干涉振动测量装置。

背景技术

为了实现恶劣环境下的物理量测量，避免恶劣环境对传感系统主机造成损坏，将主机放置在远离传感探头的安全场所，该种测量方法称之为远程测量。

在经典光纤干涉技术中，需要对光波加以调制，消除干涉光的相位消隐现象。光波调制方法包括内调制和外调制两种。内调制是指，将单频激励信号直接输出给作为光源的激光器，使激光器输出带波长(或者说频率)调制的光波；外调制是指，将单频激励信号输出给光纤干涉仪参考臂中的相位控制器(例如压电陶瓷光纤拉伸器，或者铌酸锂相位调制器)，使光纤干涉仪参考臂的光纤长度跟随单频激励信号变化。

在现有光纤干涉振动测量装置及方法中，为了避免振动测量现场的恶劣环境对主机造成损毁，充分发挥光纤衰减小、适合远距离传感的优势，经常将振动探头和主机分开放置，且相距高达几十上百公里。通常情况下，测量现场环境恶劣且复杂，同时为了发挥光纤传感探头的无源优势，测量现场不放置任何供电设备，只能采用内调制方式实现光纤干涉仪的相位调制。

发明人认为，采用内调制实现激光器的波长或者频率调制时，会产生额外的幅度调制，降低系统测量精度。而且，内调制会造成激光器线宽性能变差，增强光纤干涉仪的相位噪声，降低系统测量灵敏度。

实用新型内容

针对现有的内调制方法的不足，本实用新型旨在提供一种远程外调制光纤干涉振动测量装置以及使用所述装置进行测量的方法，其使用外调制方式，实现光纤干涉仪主体结构的相位调制，可以避免伴生调幅的产生。

本实用新型的目的，是提供一种远程外调制光纤干涉振动测量装置。

为实现上述实用新型目的，本实用新型公开了下述技术方案：

本实用新型公开了一种远程外调制光纤干涉振动测量装置，包括，

激光发射装置、光纤耦合器、光纤干涉仪主体结构和处理装置，激光发射装置和光纤耦合器之间、光纤干涉仪主体结构和光纤耦合器之间、光纤耦合器和处理装置之间均使用光纤连接；

其中，所述光纤干涉仪主体结构包括壳体和压电弹片，压电弹片的一端固定在壳体，另一端悬空，壳体固定在基岩，光纤干涉仪主体结构和光纤耦合器之间的光纤固定于压电弹片；当环境振动发生时，壳体带动压电弹片产生振动。

进一步，所述激光发射装置包括激光器和隔离器，激光器发射的激光能经过隔离器，隔离器和所述光纤耦合器之间通过光纤连接。

进一步，当光纤耦合器包括一个时，所述激光发射装置、所述光纤干涉仪主体结构和所述处理装置均连接于同一个光纤耦合器。

进一步，所述光纤耦合器具有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，光纤耦合器的第一端口通过光纤和所述激光发射装置连接，光纤耦合器的第二端口通过光纤连接处理装置；光纤耦合器的第三端口连接传感臂光纤，光纤耦合器的第四端口连接参考臂光纤；所述参考臂光纤固定于所述压电弹片。

进一步，所述传感臂光纤包括非敏感部和敏感部，非敏感部光纤用于光信号的传输介质，敏感部光纤缠绕在振动探头，振动探头固定在基岩以感知环境振动：