光纤拉曼频移器双波长脉冲编码光源自校正分布式光纤拉曼温度传感器

摘要

本发明公开的光纤拉曼频移器双波长脉冲编码光源自校正分布式光纤拉曼温度传感器，包括脉冲编码光纤激光器驱动电源，脉冲编码光纤激光器，光纤分路器，光纤拉曼频移器，两个光纤波分复用器，两个光纤开关，传感光纤，光电接收模块，数字信号处理器和工控机。该传感器用一只脉冲编码光纤激光器通过光纤拉曼频移器获得拉曼相关双波长光源，自校正在现场使用测温光纤光缆时由于光纤、光缆产生的弯曲和受压拉伸而造成的非线性损耗，克服了测温系统中用斯托克斯拉曼参考通道解调反斯托克斯拉曼信号通道时偏离线性而造成的测温误差。成本低、寿命长、结构简单、信噪比好，可靠性好，适用于超远程80公里范围内石化管道，隧道，大型土木工程监测和灾害预报监测。

主权项

光纤拉曼频移器双波长脉冲编码光源自校正分布式光纤拉曼温度传感器，其特征是包括脉冲编码光纤激光器驱动电源（9），脉冲编码光纤激光器（10），光纤分路器（11），由单模光纤（12）和1660nm滤光器（13）组成的光纤拉曼频移器，第一光纤波分复用器（14），第二光纤波分复用器（15），第一光纤开关（16），传感光纤（17），第二光纤开关（18），光电接收模块（19)，数字信号处理器（20）和工控机（21），脉冲编码光纤激光器驱动电源（9）的输入端与数字信号处理器（20）的一个输出端相连，脉冲编码光纤激光器驱动电源（9）的输出端与脉冲编码光纤激光器（10）相连，数字信号处理器（20）产生的时间序列脉冲编码信号经脉冲编码光纤激光器驱动电源（9）驱动脉冲编码光纤激光器（10），产生时间序列编码的激光脉冲，作为传感器的泵浦源，脉冲编码光纤激光器（10）发出的时间序列编码的激光脉冲通过光纤分路器（11）分成两束，其中一束1550nm波段的激光进入光纤拉曼频移器，经频移13.2THz到1660nm波段作为主光源，另一束1550nm波段的激光作为副光源，第一光纤波分复用器（14）具有三个端口，它的1660nm输入端口与光纤拉曼频移器输出的主光源相连，COM端口与第一光纤开关（16）的一个输入端相连，1550nm输出端口与第二光纤开关（18）的一个输入端相连，第二光纤波分复用器（15）具有三个端口，其中的1550nm输入端口与光纤分路器（11）分束的副光源相连，COM端口与第一光纤开关（16）的另一个输入端相连，1660nm输出端口与第二光纤开关（18）的另一个输入端相连，第一光纤开关（16）的输出端与传感光纤（17）相连，第二光纤开关（18）的输出端与光电接收模块（19) 的输入端相连，光电接收模块（19) 的输出端与数字信号处理器（20）的输入端相连，数字信号处理器（20）的另一个输出端与工控机（21）相连，第一、第二两只光纤开关联动，利用第一光纤开关（16）将第一光纤波分复用器（14）和第二光纤波分复用器（15）输出的两束激光分时交替地进入传感光纤（17），利用第二光纤开关（18）将第一光纤波分复用器（14）和第二光纤波分复用器（15）的输出端分时交替地与光电接收模块（19)相连，当第一光纤开关（16）通过第一光纤波分复用器（14）与1660nm主光源相连时，第二光纤开关（18）输入端与第一光纤波分复用器（14）的1550nm输出端口相连，将传感光纤的反斯托克斯回波送入光电接收模块（19）；当第一光纤开关（16）通过第二光纤波分复用器（15）与1550nm副光源相连时，第二光纤开关（18）输入端与第二光纤波分复用器（15）的1660nm输出端口相连，将传感光纤的斯托克斯回波送入光电接收模块（19），数字信号处理器（20）将采集、累加的脉冲编码光回波信号经过解码解调后输给工控机（21）处理，获得80km传感光纤（17）所在现场各点的应变、温度信息并传送给远程监控网。