相位敏感光时域反射光纤传感系统定位方法与流程

文档序号:17824728发布日期:2019-06-05 22:33阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种相位敏感光时域反射光纤传感系统定位方法,

所述相位敏感光时域反射光纤传感系统,包括窄线宽激光器(1),1′2光纤耦合器(2),声光调制器(3),掺铒光纤放大器(4),光纤环形器(5),传感光纤(6),2′2光纤耦合器(7),平衡光探测器(8),数据采集卡(9),计算机(10);

其中窄线宽激光器(1),用于产生长相干长度激光;

窄线宽激光器(1)经过1′2光纤耦合器(2)分成两路,其中一路光信号经过声光调制器(3)调制为移频的光脉冲,再经过掺铒光纤放大器(4)进行光功率放大后通过光纤环形器(5)输入到传感光纤(6)中传输,光脉冲在传感光纤(6)中传输激发的背向散射光沿传感光纤(6)进行背向传输到达光纤环形器(5);1′2光纤耦合器(2)的另一路光信号与光纤环形器(5)返回的背向散射光分别由两个端口注入到2′2光纤耦合器(7)中传输并相干,2′2光纤耦合器(7)的两个输出端口与平衡光探测器(8)连接,进行光电转换获得背向散射光拍频电信号,经数据采集卡(9)采集得到数字拍频信号输出至计算机(10)计算拍频信号的幅度和相位信息;

其特征在于包括以下步骤:

步骤1:所述数据采集卡(9)采集1次以上光脉冲对应的拍频数字信号,基于光时域反射原理,构建拍频数字信号二维矩阵R=[Ri,j]MxN,其中,Ri,j表示所述采集卡(9)采集到的第i次光脉冲对应的在传感光纤第j位置上的背向散射光拍频数字信号值;

步骤2:采用数字正交解调信号处理方法,由所述拍频数字信号二维矩阵R获得背向散射光相位矩阵Ф;

步骤3:将背向散射光相位矩阵Ф中相隔k列的两列Фm,j和Фn,j相减,其中,k可取1~500,获得拍频信号相隔k个采样点的相位差二维矩阵S,其中,Sm,j=Фm,j-Фn,j,以传感光纤位置为横坐标参量,画出矩阵S各行曲线,找出相位扰动位置;

步骤4:在所述相位扰动位置之前和之后分别选取一个无相位扰动的位置X1和Z1及X2和Z2,对X1和Z1及X2和Z2在所述背向散射光相位矩阵Ф中对应列相位ФX1和ФZ1及ФX2和ФZ2进行相位解卷绕,将相位变化拓展到-∞~+∞范围;

步骤5:分别画出ФX和ФZ两列相位随时间的变化曲线,如果相位扰动位置的之前和之后位置的相位随时间变化相同,判决该相位扰动为误报;否则,判决该相位扰动为真实外界振动事件。

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