长距离分布式大测量范围快速响应光纤动态应变传感装置

摘要

本发明提供长距离分布式大测量范围快速响应光纤动态应变传感装置，包括相位调制器和多频率信号发生模、强度调制器、微波开关、电脉冲发生模块、微波信号发生模块等部件；利用包含多频率成分的信号发生模块调制探测连续光的相位，使得探测连续光中产生多光频成分，通过控制探测连续光各光频成份的幅度来调节对应的布里渊增益谱幅度，拼接出所需谱宽和谱型的布里渊增益谱，在无损系统信噪比和响应速度的情况下，实现极大扩展动态应变测量范围；将产生布里渊放大效应两束光的频差固定在布里渊增益拼接谱斜边线性区域中间，把布里渊增益拼接谱的漂移转化为探测光功率的波动，实现长距离分布式大测量范围高响应速度光纤动态、静态应变的定量测量。

主权项

长距离分布式大测量范围快速响应光纤动态应变传感装置，其特征在于包括：窄线宽激光器（1）、光纤耦合器（2）、强度调制器（3）、锁定放大器（4）、微波开关（5）、电脉冲发生模块（6）、微波信号发生模块（7）、第一光纤环形器（8）、光纤光栅（9）、第二光纤环形器（10）、相位调制器（11）、多频率信号发生模块（12）、传感光纤（13）、光电探测器（14）、信号高速并行处理单元（15）；窄线宽激光器（1）的尾纤输出和光纤耦合器（2）的输入端口（2‑1）相连，实现将激光分成两路，其中一路经光纤耦合器的第一输出端口（2‑2）与强度调制器的输入端口（3‑1）相连，强度调制器的DC电压偏置端口（3‑2）与锁定放大器（4）连接，实现最佳工作点的自动反馈稳定控制，强度调制器的射频输入端口（3‑3）与微波开关的输出端（5‑3）相连，微波开关的第一输入端（5‑1）与微波信号发生模块（7）连接，微波开关的第二输入端（5‑2）与电脉冲发生模块（6）连接；强度调制器（3）调制得到的高消光比宽带移频泵浦脉冲光由强度调制器的输出端口（3‑4）输出，并连接到第一光纤环形器的输入端口（8‑1），第一光纤环形器（8）还有一端口（8‑2）与实现滤波的光纤光栅（9）相连，第一光纤环形器的输出端口（8‑3）与第二光纤环形器的输入端口（10‑1）相连，实现将泵浦脉冲光注入到传感光纤（13）中；光纤耦合器（2）分光的另一路经其第二输出端口（2‑3）与相位调制器的输入端口（11‑1）相连，相位调制器的射频输入端口（11‑2）与多频率信号发生模块（12）连接，相位调制器的输出端口（11‑3）输出包含多频率成份的探测连续光并注入到传感光纤（13）中；探测连续光与泵浦脉冲光在传感光纤（13）中相向传输后与第二光纤环形器的另一端口（10‑2）相连，第二光纤环形器的输出端口（10‑3）连接光电探测器的输入端口（14‑1），光电探测器的输出端口（14‑2）与信号高速并行处理单元（15）相连，实现传感信号的解调。