[发明专利]一种基于不同波长光线的分布式测量系统及方法

说明书

本申请涉及一种基于波长的分布式测量系统及方法。本申请以一条光纤为主干，利用一台能够发射具有一系列波长的宽带光线的发射端来发射光线，根据不同的光传感器件分解出不同波长的光信号，并利用光纤将光传感器件反馈的光信号传输到发射端，使得整体结构简单，无须经过复杂的调试。

技术领域

本申请属于光通信与传感器检测技术领域，尤其是涉及一种基于不同波长光线的分布式测量系统及方法。

背景技术

分布式振动监测是异常事件检测和基础设施破坏预警的关键技术之一。而振动测量一种有效的方法通常基于加速度传感器。基于光纤传感的加速度传感器有多种方式，通常包括布拉格光栅(FBG)传感器，法布里-珀罗(FP)传感器和基于光强调制的扭转镜式(TM)。

在单个光纤网络中集成多个FBG传感器相对容易，因为每个传感器只有有限数量的工作波长。现有技术的FBG传感器系统通常采用扫频光源，因此网络中的所有传感器都可以由一个光源询问。尽管易于实现，但典型的FBG传感器的动态范围相对较差,这限制了它们在许多应用中的部署。

基于FP和TM的传感器通常用于不容易克服FBG传感器局限性的应用中。但由于传感器之间的干扰，这两种传感器在单光纤网络中的多个传感器串联复用具有挑战。

基于FP传感的复用方法和光路实现方式在专利文献US10184852B2中由公开过。但是FP传感结构复杂传感相位解调很麻烦。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中的上述不足，从而提供一种基于不同波长光线的分布式测量系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于不同波长光线的分布式测量系统，包括：

发射端，用于发射具有一系列波长的宽带光线；

若干光传感器件，通过光纤串联在一起同一光路中；

接收端，用于接收光传感器件反馈的光线；

所述发射端发射带光线后，依次经过所有的光传感器件，光传感器件接收到光线后向接收端反馈光信号，且每个光传感器件处向前反馈光信号的波长均不相同；

所述发射端接收到光信号后根据接收到的光信号的波长与反馈该光信号的光传感器件进行对应。

优选地，本发明的分布式测量系统，

所述发射端和接收端通过光路切换器与光路连接，每个所述光传感器件均位于一个节点内，位于光路最后一个的节点包括准直器，除光路最后一个的节点外的所有节点均包括准直器和滤波片，所述准直器用于连接输入光纤和输出光纤；

所述滤波片用于使从输入光纤输入的光线中的特定波长的光线通过，并使为通过的光线反射并进入输出光纤以向下一节点传输；

所述光路切换器用于切换光路方向，使发射端发射时光线能够进入光路中，或者在接收端接收光线时能够使光路中的反馈光线能够进入接收端。

优选地，本发明的分布式测量系统，所述发射端具有：

发射光线的光源以及用来防止反馈光信号影响光源的隔离器，所述光路切换器为耦合器；

或者

用来将光源发出的光线与所述光传感器件反馈光信号不处于同一时间线的波形发生器，所述光路切换器为环形器。

优选地，本发明的分布式测量系统，所述接收端包括光电二极管、解调器、将光信号转换为数字信号的数模转换器及处理数字信号的服务器；

所述光传感器件为温度光传感器、压力光传感器、应变光传感器、加速度光传感器、振动光传感器。