1.一種光纖多頻振動檢測與補償系統(tǒng)，其特征在于，包括：
高穩(wěn)頻激光發(fā)生模塊，用于產(chǎn)生穩(wěn)定的單頻激光，從而給光纖多頻振動檢測與補償系統(tǒng)提供穩(wěn)定的光源；
振動信號引入與波分復(fù)用模塊，用于將被補償系統(tǒng)的光信號和光纖多頻振動檢測與補償系統(tǒng)的光信號一起復(fù)用到被補償光纖上，通過被補償光纖后將兩個頻率的光信號分色并分別送回到被補償系統(tǒng)和光纖多頻振動檢測與補償系統(tǒng)中；
外差干涉信號與振動信號探測模塊，用于將光纖內(nèi)引入的振動信號通過激光干涉測量的方法檢測出來，外差干涉信號由高速光電探測器探測；
多普勒信號采集處理與補償模塊，用于讀取并處理高速光電探測器探測到的振動信號，選取信號中由振動引起的多個有效的多普勒頻移，并對多普勒頻移進行跟蹤，同時在整個測量周期內(nèi)監(jiān)控新的振動信號的產(chǎn)生和舊的振動信號的消失，換算出振動的實時位移，通過通信接口對被補償系統(tǒng)進行振動補償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述光纖多頻振動檢測與補償系統(tǒng)，其特征在于，
所述高穩(wěn)頻激光發(fā)生模塊為連續(xù)波激光器(1)，用于給光纖振動檢測與補償系統(tǒng)提供光信號，所述的連續(xù)波激光器的出射光頻率要與被補償系統(tǒng)的光頻率不同；
所述振動信號引入與波分復(fù)用模塊包括兩個2×1雙波長波分復(fù)用器和被檢測的光纖(17)，所述2×1雙波長波分復(fù)用器有三個引腳，分別為兩個單頻引腳和一個雙頻引腳；2×1雙波長波分復(fù)用器所支持的兩個光頻率分別為被補償系統(tǒng)的光頻率和所述連續(xù)波激光器(1)的光頻率；兩個2×1雙波長波分復(fù)用器包括第一2×1雙波長波分復(fù)用器(5)和第二2×1雙波長波分復(fù)用器(6)，所述第一2×1雙波長波分復(fù)用器(5)將檢測振動信號所用的單頻激光與被補償系統(tǒng)的激光復(fù)用到一根光纖里，輸出端連接到被補償?shù)墓饫w(17)中，所述第二2×1雙波長波分復(fù)用器(6)反接使用，將被補償光纖中的雙頻輸出信號分色成兩路單頻信號分別接入到光纖振動檢測與補償系統(tǒng)和被補償系統(tǒng)中；
所述外差干涉光路與振動信號探測模塊包含一個固定調(diào)制頻率的光調(diào)制器(4)、一個2×1光纖耦合器(2)、兩個光纖準直器(3、7)、兩個反射鏡(8、10)、一個分光棱鏡(9)、一個聚焦透鏡(11)和一個高速光電探測器(12)；上述的2×1光纖耦合器(2)、光纖準直器(3、7)、反射鏡(8、10)、分光棱鏡(9)、聚焦透鏡(11)和高速光電探測器(12)的工作頻段包含連續(xù)波激光器(1)的發(fā)射光頻；所述高速光電探測器(12)的探測上限高于光調(diào)制器(4)的調(diào)制頻率；所述2×1光纖耦合器(2)將連續(xù)波激光器(1)的出射光分為兩路：其中一路通過光調(diào)制器(4)調(diào)頻后經(jīng)一光纖準直器(7)發(fā)出變?yōu)榭臻g光；另外一路直接由另一光纖準直器(3)發(fā)出為空間光，然后再利用一反射鏡(8)和分光棱鏡(9)搭建一個馬赫增德爾干涉光路；上述兩路光在分光棱鏡(9)上發(fā)生干涉，干涉信號經(jīng)另一個反射鏡(10)配合聚焦透鏡(11)將光投射到高速光電探測器(12)的光敏面上，至此完成了振動信號探測；
所述多普勒信號采集處理與補償模塊包含一個高速模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器(13)、一個主控芯片(14)和一個通信接口(15)，所述高速模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器(13)的位數(shù)不低于12位，采樣率不小于上述光調(diào)制器(4)調(diào)制頻率的2倍；所述主控芯片(14)是單片機或是現(xiàn)場可編程邏輯陣列，所述主控芯片(14)的時鐘頻率高于上述高速模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器(13)采樣率的四倍；所述通信接口(15)與被補償系統(tǒng)的控制單元(16)相配合；所述高速模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器(13)與上述外差干涉光路與振動信號探測模塊中的高速光電探測器(12)相連，振動信號被高速模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器(13)采集后送入所述主控芯片(14)，在主控芯片(14)中做分時傅里葉變換，采集變換后的多個脈沖，用頻譜強度和頻率間隔篩選法確定有效多普勒頻移，用閾值內(nèi)相關(guān)頻率跟蹤法跟蹤振動信號的多普勒頻移變化，同時，在整個測量周期內(nèi)監(jiān)控新的振動信號的產(chǎn)生和舊的振動信號的消失，得出時間——頻率特性，進而還原出振動信號；提取出有效的多普勒頻移，并將有效的多普勒頻移換算成振動的瞬時速度再進一步轉(zhuǎn)換出多頻振動的位移，所有頻率振動的位移累加為光纖內(nèi)振動的實際位移；轉(zhuǎn)換得到的振動信號經(jīng)通信接口(15)傳輸給被補償系統(tǒng)的控制單元(16)做數(shù)據(jù)補償。
3.一種光纖多頻振動檢測與補償方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求2所述光纖多頻振動檢測與補償系統(tǒng)，所述多普勒信號采集處理與補償模塊使用分時傅里葉算法進行分時傅里葉變換，每次取相同長度的數(shù)據(jù)做傅里葉變換，分別找出每次傅里葉變換后的多普勒頻移，根據(jù)多普勒頻移代入公式，
vnm＝c×fdnm/f0
式中，vnm為振動速度，c為光的運行速度(3×108m/s2)，fdnm為多普勒頻移，f0為所用的高穩(wěn)頻連續(xù)波激光器出射的光的頻率，利用上式求出振動速度，對于每次取出的數(shù)據(jù)循環(huán)上述過程做傅里葉變換，直到數(shù)據(jù)用完。
4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述光纖多頻振動檢測與補償方法，其特征在于，所述多普勒信號采集處理與補償模塊用頻譜強度和頻率間隔篩選法確定有效多普勒頻移，即：傅里葉變換后壓縮脈寬到限定值，凡是兩個脈沖相隔頻率小于限定值的取峰值最高的脈沖，將傅里葉變換后的頻譜中所有高于頻譜最高點一定比例的脈沖記為有效脈沖，有效脈沖波峰所對應(yīng)的橫坐標減去光調(diào)制器的調(diào)制頻率即為振動信號對應(yīng)的多普勒頻移；
所述多普勒信號采集處理與補償模塊用閾值內(nèi)相關(guān)頻率跟蹤法跟蹤振動信號的有效多普勒頻移的變化，即：在頻譜強度和頻率間隔篩選法確定的有效脈沖波峰所對應(yīng)的橫坐標周圍設(shè)定閾值，下一次傅里葉變換后新的有效脈沖的波峰對應(yīng)的橫坐標落在該閾值內(nèi)，該新的有效脈沖視為上次傅里葉變換該閾值內(nèi)脈沖的相關(guān)脈沖，相關(guān)脈沖的波峰對應(yīng)的橫坐標頻率記為上次傅里葉變換該閾值內(nèi)脈沖波峰對應(yīng)橫坐標頻率的相關(guān)頻率，相關(guān)頻率對應(yīng)的振動速度之間積分重構(gòu)計算出一個振動信號，所有振動信號的位移累加為光纖內(nèi)振動的實際位移。
5.根據(jù)權(quán)利要求書4所述光纖多頻振動檢測與補償方法，其特征在于，下一次傅里葉變換后新的脈沖的波峰對應(yīng)的橫坐標落在上次傅里葉變換后橫坐標設(shè)定的閾值外，經(jīng)頻譜強度和頻率間隔篩選法判定為有效脈沖的，記為新的振動信號產(chǎn)生。
6.根據(jù)權(quán)利要求書4所述光纖多頻振動檢測與補償方法，其特征在于，下一次傅里葉變換后沒有新的脈沖的波峰對應(yīng)的橫坐標落在上次傅里葉變換后橫坐標設(shè)定的閾值內(nèi)，記為舊的振動信號消失。
7.根據(jù)權(quán)利要求書4所述光纖多頻振動檢測與補償方法，其特征在于，下一次傅里葉變換后有多個新的脈沖的波峰對應(yīng)的橫坐標落在上次傅里葉變換后橫坐標設(shè)定的閾值內(nèi)，只取波峰對應(yīng)的強度最高的脈沖記為相關(guān)脈沖。