[发明专利]一种超长距离分布式光纤多参量并行传感系统及方法

说明书

本发明提供了一种超长距离分布式光纤多参量并行传感系统及方法，涉及通信技术领域。系统包括：激光器，用于产生脉冲信号；第一中继放大模块，与激光器的输出端电连接，用于对脉冲信号做放大处理，得到第一放大信号；光纤传感模块，输入端与第一中继放大模块的输出端电连接，用于利用第一放大信号对外界环境的物理特征参量进行感知，得到感知信号；探测模块组，输入端与光纤传感模块的输出端电连接，用于从感知信号中探测到外界环境的温度信息、应变信息和振动信息。本发明将第一中继放大模块、包含一根传感光纤的光纤传感模块和第一中继放大模块结合，可实现单根光纤的多功能性，同时可保证具有多功能性的单根光纤在超长距离探测时的探测灵敏度。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种超长距离分布式光纤多参量并行传感系统及方法。

背景技术

光纤因其本身不带电、体积小、质量轻、易弯曲、抗干扰性能好等优势，特别适用于易燃易爆的环境或强电磁干扰等恶劣环境中。在实际应用中，外界信号的变化会使得在光纤中传输的光波的物理特征参量，例如强度、波长、频率、相位和偏振态等发生变化。进而，可根据光纤中光波信号物理特征参量的变化，对外界信号进行感知。从而利用光纤实现对外界环境的探测。

当前的光纤传感技术存在以下缺陷：

1)单根光纤只能用于探测一种物理特征参量，若需探测多种物理特征参量，需要布设若干条光纤传感线路，其布设成本较高，且单根光纤的功能较单一；

2)在超长距离探测时，单根光纤中光波的强度逐渐衰减，导致随着探测距离的延长，单根光纤中光波对信号的感知能力逐渐变弱，从而导致其探测精度逐渐降低。

因此，现有光纤传感技术中的单根光纤不仅功能较单一，且在超长距离探测时，无法保证较远探测位置的光纤感知灵敏度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种超长距离分布式光纤多参量并行传感系统及方法。本发明中将单根光纤与探测模块组结合，利用单根光纤可同时探测温度信息、应变信息和振动信息，使单根光纤具备多功能性。而且，将具备多功能性的单根光纤与中继放大模块相结合，可有效保证超长距离探测时较远位置的光纤感知灵敏度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种超长距离分布式光纤多参量并行传感系统，包括：

激光器，用于产生脉冲信号；

第一中继放大模块，与所述激光器的输出端电连接，用于对所述脉冲信号做放大处理，得到第一放大信号；

至少一个光纤传感模块，所述光纤传感模块的输入端与所述第一中继放大模块的输出端电连接，用于利用所述第一放大信号对外界环境的物理特征参量进行感知，得到感知信号；

探测模块组，所述探测模块组的输入端与所述光纤传感模块的输出端电连接，用于从所述感知信号中探测到外界环境的温度信息、应变信息和振动信息。

具体的，还包括：

脉冲调制器，所述脉冲调制器的输入端与所述激光器的输出端电连接，所述脉冲调制器的输出端与所述第一中继放大模块的输入端电连接；

所述脉冲调制器对所述脉冲信号做脉冲调制处理得到调制信号；

所述第一中继放大模块对所述调制信号做放大处理，得到所述第一放大信号。

具体的，所述光纤传感模块包括：

环形器，所述环形器的第一端口作为所述光纤传感模块的输入端，与所述第一中继放大模块的输出端电连接；第三端口和第四端口与所述探测模块组的输入端电连接；

一根传感光纤，与所述环形器的第二端口电连接，用于利用所述第一放大信号对外界环境的物理特征参量进行感知，得到所述感知信号。