基于布里淵的長(zhǎng)距離雙參量監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光纖測(cè)溫技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種用于長(zhǎng)距離溫度和應(yīng)力監(jiān)測(cè)的基于布里淵的長(zhǎng)距離雙參量監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光波在光纖中傳播并與光纖中的聲學(xué)聲子相互作用并發(fā)生布里淵散射，布里淵散射光的頻率相對(duì)于注入的脈沖光頻率將產(chǎn)生漂移，頻率漂移量與光纖所受的軸向應(yīng)變呈良好的線性關(guān)系，布里淵光時(shí)域反射系統(tǒng)正是利用這一線性關(guān)系來(lái)對(duì)物體的溫度和應(yīng)力變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
[0003]目前，布里淵測(cè)溫度和應(yīng)力系統(tǒng)主要包括BOTDR (布里淵光時(shí)域反射)和BOTDA (布里淵光時(shí)域分析)兩種技術(shù)，BOTDA具有測(cè)量距離長(zhǎng)、精度高的特點(diǎn)，但是該技術(shù)需要進(jìn)行雙端測(cè)量，且斷纖后無(wú)法進(jìn)行監(jiān)測(cè)；而BOTDR技術(shù)只需在光纖的一端輸入泵浦光信號(hào)，在同一端接收背向散射光信號(hào)就可達(dá)到傳感目的。目前的BOTDR系統(tǒng)存在的問題是傳輸距離短，且存在交叉敏感問題，同一條光纜只能測(cè)量溫度或應(yīng)力一種指標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，提出了一種用于長(zhǎng)距離溫度和應(yīng)力監(jiān)測(cè)的基于布里淵的長(zhǎng)距離雙參量監(jiān)測(cè)裝置。
[0005]本實(shí)用新型可以通過以下措施達(dá)到:
[0006]一種基于布里淵的長(zhǎng)距離雙參量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于設(shè)有光源、參考光光路機(jī)構(gòu)、脈沖光光路機(jī)構(gòu)以及信號(hào)處理機(jī)構(gòu)，其中光源分別與參考光光路機(jī)構(gòu)、脈沖光光路機(jī)構(gòu)的輸入端相連接，參考光光路機(jī)構(gòu)和脈沖光光路機(jī)構(gòu)的輸出端分別與信號(hào)處理機(jī)構(gòu)的輸入端相連接；所述光源為超窄線寬激光器，超窄線寬激光器的輸出端經(jīng)第一耦合器分為兩路后，分別與參考光光路機(jī)構(gòu)的輸入端、脈沖光光路機(jī)構(gòu)的輸入端相連接，所述參考光光路設(shè)有擾偏器、第三耦合器以及前端連接有環(huán)形器的傳感光纖，擾偏器的輸出信號(hào)經(jīng)第三耦合器送入與傳感光纖前端相連接的環(huán)形器；所述脈沖光光路設(shè)有依次串聯(lián)的光脈沖調(diào)制器、摻鉺光纖放大器EDFA、濾波器以及隔離器，隔離器的輸出信號(hào)經(jīng)傳感光纖前端的環(huán)形器送入傳感光纖。
[0007]本實(shí)用新型所述信號(hào)處理機(jī)構(gòu)設(shè)有依次串聯(lián)的數(shù)據(jù)預(yù)處理電路、數(shù)據(jù)采集電路和微處理器，其中數(shù)據(jù)預(yù)處理電路設(shè)有參考光信號(hào)處理電路和脈沖光信號(hào)處理電路，所述脈沖光信號(hào)處理電路設(shè)有與環(huán)形器第三端口相連接的第二耦合器、與第二耦合器的一路輸出端相連接的光電轉(zhuǎn)換電路、與光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端相連接的信號(hào)放大電路。
[0008]本實(shí)用新型所述參考光信號(hào)處理電路設(shè)有光電探測(cè)器、本振源、混頻器、低通濾波器、信號(hào)放大電路，光電探測(cè)器的輸出端以及本振源的輸出端均與混頻器相連接，混頻器的輸出端與低通濾波器相連接，低通濾波器的輸出端與信號(hào)放大器相連接；環(huán)形器第三端口相連接的第二耦合器的另一路輸出送入?yún)⒖脊夤饴窓C(jī)構(gòu)中的第三耦合器后，送入光電探測(cè)器。
[0009]本實(shí)用新型中超窄線寬激光器與第一耦合器連接，將激光器的光束分成兩路:第一路用于產(chǎn)生布里淵信號(hào)光，與光脈沖調(diào)制器相連，產(chǎn)生脈沖光，光脈沖調(diào)制器與EDFA相連，EDFA經(jīng)過濾波器，隔離器，與環(huán)形器的第一端口連接，環(huán)形器的第二端口與傳感光纖連接，第二路用于產(chǎn)生參考光，與擾偏器相連接，擾偏器連接到第三耦合器的第一個(gè)端口，其中第一耦合器的分光比為1:9，進(jìn)入信號(hào)光的一路為10%，超窄線寬激光器的中心波長(zhǎng)為1550nm，線寬為 2kHz。
[0010]本實(shí)用新型中，所述的本振源的掃頻范圍為9G~12GHz，步進(jìn)頻率為1MHz。
[0011]本實(shí)用新型中，所述的數(shù)據(jù)采集電路采用雙通道采集電路，一個(gè)通道采集布里淵反射信號(hào)的功率，另一個(gè)通道采集經(jīng)過相干、外差之后的頻率信息。
[0012]本實(shí)用新型工作時(shí)采用超窄線寬激光器作光源，經(jīng)第一耦合器分出一路光作為參考光，參考光光路中的擾偏器用來(lái)控制光的偏振態(tài)，另一路由脈沖調(diào)制器調(diào)制成脈沖光，再經(jīng)EDFA放大處理和濾波器濾除雜波后，經(jīng)隔離器送入環(huán)形器再入射到傳感光纖；由傳感光纖散射回的布里淵信號(hào)也分為兩路，一路與參考光在光電探測(cè)器進(jìn)行外差檢測(cè)，光電探測(cè)器輸出IlGHz左右的布里淵信號(hào)，然后進(jìn)入混頻器，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)頻率的調(diào)整，再進(jìn)入數(shù)據(jù)采集電路的第一通道；另一路經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換、放大處理后進(jìn)入數(shù)據(jù)采集電路的第二通道，并通過數(shù)據(jù)采集電路調(diào)整本振步進(jìn)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)布里淵譜掃頻的效果；最后經(jīng)數(shù)據(jù)采集電路將信號(hào)傳給微處理器。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用超窄線寬激光器，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離測(cè)量，對(duì)反射回來(lái)的布里淵信號(hào)光進(jìn)行分路，采用雙通道數(shù)據(jù)采集電路進(jìn)行采集，通過頻率和功率的雙參量方程聯(lián)立，可同時(shí)測(cè)量溫度和應(yīng)變信息，同時(shí)，通過數(shù)據(jù)采集單元對(duì)采集觸發(fā)信號(hào)和光脈沖的觸發(fā)信號(hào)的延時(shí)時(shí)間的控制，實(shí)現(xiàn)小于Im的空間分辨率。因此，本實(shí)用新型在保證長(zhǎng)距離、雙參量同時(shí)測(cè)量的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)高的空間分辨率和測(cè)量精度。
[0014]【附圖說(shuō)明】:
[0015]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標(biāo)記:超窄線寬激光器1、第一耦合器2、環(huán)形器3、傳感光纖4、擾偏器5、第三耦合器6、光脈沖調(diào)制器7、摻鉺光纖放大器8、濾波器9、隔離器10、數(shù)據(jù)采集電路11、微處理器12、第二親合器13、光電轉(zhuǎn)換電路14、信號(hào)放大電路15、光電探測(cè)器16、本振源17、混頻器18、低通濾波器19、信號(hào)放大電路20。
[0017]【具體實(shí)施方式】:
[0018]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0019]如附圖1所示，本實(shí)用新型提出了一種基于布里淵的長(zhǎng)距離雙參量監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于設(shè)有光源、參考光光路機(jī)構(gòu)、脈沖光光路機(jī)構(gòu)以及信號(hào)處理機(jī)構(gòu)，其中光源分別與參考光光路機(jī)構(gòu)、脈沖光光路機(jī)構(gòu)的輸入端相連接，參考光光路機(jī)構(gòu)和脈沖光光路機(jī)構(gòu)的輸出端分別與信號(hào)處理機(jī)構(gòu)的輸入端相連接；所述光源為超窄線寬激光器1，超窄線寬激光器I的輸出端經(jīng)第一親合器2分為兩路后，分別與參考光光路機(jī)構(gòu)的輸入端、脈沖光光路機(jī)構(gòu)的輸入端相連接，所述參考光光路設(shè)有擾偏器5、第三耦合器6以及前端連接有環(huán)形器3的傳感光纖4，擾偏器5的輸出信號(hào)經(jīng)第三耦合器6送入與傳感光纖4前端相連接的環(huán)形器3 ;所述脈沖光光路設(shè)有依次串聯(lián)的光脈沖調(diào)制器7、摻鉺光纖放大器EDFA8、濾波器9以及隔離器10，隔離器10的輸出信號(hào)經(jīng)傳感光纖4前端的環(huán)形器3送入傳感光纖4。
[0020]本實(shí)用新型所述信號(hào)處理機(jī)構(gòu)設(shè)有依次串聯(lián)的數(shù)據(jù)預(yù)處理電路、數(shù)據(jù)采集電路11和微處理器12，其中數(shù)據(jù)預(yù)處理電路設(shè)有參考光信號(hào)處理電路和脈沖