[发明专利]一种基于脉冲编码的光纤光栅振动测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于脉冲编码的光纤光栅振动测量装置，其特征在于，包括激光光源、任意波形发生器、电光调制器、光环行器、弱光栅阵列以及光电探测器，其中，所述激光光源、电光调制器、光环形器、弱光栅阵列依次连接，所述任意波形发生器与所述电光调制器连接，所述光电探测器与所述光环形器连接；

所述激光光源用于产生连续光；所述任意波形发生器用于输出四组单极性电脉冲序列至所述电光调制器；所述电光调制器用于根据四组所述单极性电脉冲序列将所述连续光调制成格雷互补光脉冲序列，以得到四组特定编码的光脉冲序列后，将所述光脉冲序列发送至所述光环形器；所述光环行器用于接收四组所述光脉冲序列，并将四组所述光脉冲序列传送至弱光栅阵列中；所述弱光栅阵列用于根据四组所述光脉冲序列产生四组反射信号，将四组所述反射信号反射至所述光环形器；所述光电探测器用于接收光环行器输出的四组反射信号，并将四组所述反射信号转换为四组电信号；

所述基于脉冲编码的光纤光栅振动测量装置还包括数字处理单元，所述数字处理单元与所述光电探测器连接，所述数字处理单元用于对四组所述电信号进行采集并解码，以得到振动信号；

所述数字处理单元采集到四组包含振动信息的数据编码为y_A1、y_A2、y_B1、y_B2的电信号时，将四组数据做如下公式的解码处理：

其中，其中L为编码序列码长，δ_k是脉冲函数，h(t)为光纤的脉冲响应函数，表示相关运算，*表示卷积运算。

2.根据权利要求1所述的基于脉冲编码的光纤光栅振动测量装置，其特征在于，所述激光光源为窄线宽光源。

3.根据权利要求1所述的基于脉冲编码的光纤光栅振动测量装置，其特征在于，还包括掺铒光纤放大器，所述掺铒光纤放大器设置在所述电光调制器与所述光环形器之间，所述掺铒光纤放大器用于将所述电光调制器输出的四组光脉冲序列进行放大处理后输出至所述光环形器。

4.根据权利要求1所述的基于脉冲编码的光纤光栅振动测量装置，其特征在于，四组单极性电脉冲序列间隔预设时间依次发送。

5.一种基于脉冲编码的光纤光栅振动测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

依次发送四组单极性电脉冲序列，根据四组单极性电脉冲序列，将连续光调制成格雷互补光脉冲序列，以得到四组特定编码的光脉冲序列；

根据四组所述光脉冲序列产生四组反射信号后，将四组所述反射信号反射；

接收反射回的四组反射信号，并将四组所述反射信号转换为四组电信号；

所述方法还包括：

对四组所述电信号进行采集并解码，以得到振动信号；

数字处理单元采集到四组包含振动信息的数据编码为y_A1、y_A2、y_B1、y_B2的电信号时，将四组数据做如下公式的解码处理：

其中，其中L为编码序列码长，δ_k是脉冲函数，h(t)为光纤的脉冲响应函数，表示相关运算，*表示卷积运算。

6.根据权利要求5所述的基于脉冲编码的光纤光栅振动测量方法，其特征在于，所述连续光由窄线宽光源产生。

7.根据权利要求5所述的基于脉冲编码的光纤光栅振动测量方法，其特征在于，所述依次发送四组单极性电脉冲序列，根据四组单极性电脉冲序列，将连续光调制成格雷互补光脉冲序列，以得到四组特定编码的光脉冲序列的步骤之后，所述根据四组所述光脉冲序列产生四组反射信号后，将四组所述反射信号反射的步骤之前还包括：

将四组所述光脉冲序列进行放大处理。

8.根据权利要求5所述的基于脉冲编码的光纤光栅振动测量方法，其特征在于，四组单极性电脉冲序列间隔预设时间依次发送。