[发明专利]一种波长移相式光纤声传感阵列解调系统和方法

摘要

本发明公开了一种波长移相式光纤声传感阵列解调系统和方法，将相移干涉技术用于光纤声传感器解调。其中，相移由波长快速切换产生。利用宽可调谐激光器实现纳秒量级的波长切换速度，通过波长线性扫描获取干涉式光纤声传感器阵列中每个传感器的干涉光谱并计算对应的初始腔长。根据平均腔长确定能产生正交相移的五个波长进行波长切换。由波长切换给每个传感通道引入的相移步长可以精确计算，进而通过五步相移算法计算实时腔长变化。解调腔长的交流量用于表征声信号，直流量用于实时校准每个通道的相移步长。该发明可以解决现存干涉式光纤声传感阵列解调难题，采用波长移相方式，实现大规模声传感器的高速、大动态范围和高稳定性解调。

主权项

1.一种波长移相式光纤声传感阵列解调系统，其特征在于，该波长移相式光纤声传感阵列解调系统包括波长控制和同步采样模块(1)、快速宽可调谐激光器(2)、1*N光纤耦合器(3)、光纤环形器(4)、干涉式光纤声传感器阵列(5)、多通道光电探测器(6)和数据处理模块(7)；/n所述的波长控制和同步采样模块(1)是计算机、单片机或FPGA核心板，内置控制激光波长对应的电流查找表；波长控制和同步采样模块(1)分别与快速宽可调谐激光器(2)、多通道光电探测器(6)和数据处理模块(7)相连接，波长控制和同步采样模块(1)实现快速宽可调谐激光器(2)的波长控制和输出，并通过时钟同步，同时进行多通道光电探测器(6)数据的采集、转换和传输至数据处理模块(7)中；/n所述的光纤环形器(4)，分别与1*N光纤耦合器(3)、干涉式光纤声传感器阵列(5)和多通道光电探测器(6)相连接；光纤环形器(4)用于光信号的传输，将来自快速宽可调谐激光器(2)的光信号通过1*N光纤耦合器(3)引入干涉式光纤声传感器阵列(5)中的传感器，反射光信号再次经过光纤环形器(4)被多通道光电探测器(6)探测；/n所述的多通道光电探测器(6)是具备光纤输入接口、直流耦合的多通道高速光电探测器，将探测到的每个通道的光强信号转换为模拟信号，经波长控制和同步采样模块(1)采集后传输给数据处理模7进行信号处理和反馈控制；/n所述的数据处理模块(7)实现多个移相波长对应的光强信号的分离和腔长解调，并根据解调的腔长实时校准每个传感通道对应的相移步长。/n