CN101504310A - 分布式光纤振动传感系统 - Google Patents

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CN101504310A CNA2009100480243A CN200910048024A CN101504310A CN 101504310 A CN101504310 A CN 101504310A CN A2009100480243 A CNA2009100480243 A CN A2009100480243A CN 200910048024 A CN200910048024 A CN 200910048024A CN 101504310 A CN101504310 A CN 101504310A
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周正仙
皋魏
席刚
仝芳轩
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Shanghai Boom Fiber Sensing Technology Co Ltd
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Shanghai Boom Fiber Sensing Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种分布式光纤振动传感系统，其包括控制模块200、与控制模块相连的信号传输处理模块100、与信号传输处理模块通过光纤接口10连接的探测光纤以及与信号传输处理模块100连接的显示模块14，所述信号传输处理模块100包括与控制模块200的输出端连接的环路器4、与环路器4的输出端连接的滤光器5、与滤光器5的输出端连接的光干涉器6与光干涉器6的输出端连接的探测器7、与探测器7的输出端连接的放大器8、与放大器8的输出端连接的数据采集器9以及与数据采集器9的输出端连接的数据处理器13。与传统振动传感器相比，分布式光纤传感器还有对机械振动进行定位的能力。

Description

分布式光纤振动传感系统
技术领域
本发明涉及一种振动传感器，尤其涉及一种可对振动点进行定位的分布式光纤振动传感系统。
背景技术
振动传感器一般可分为电动式、电容式、电阻式、光纤式及磁敏式等不同种类型。振动传感器通过将机械振动转化为敏感元件特性的变化(特别是电特性的变化)，采用电信号检测方法进行检测，实现对机械振动的测量。
光纤式振动传感器是一种采用光纤作为敏感部件的机械振动传感器。其基本构成有发送检测部分、信号传输部分和接收处理部分，发送检测部分是直接利用光纤将检测获得的参数转换成便于传输的光信号，信号传输部分是通过光纤进行信号传输，接收处理部分是对来自光纤的信号进行检测、整形及处理等。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种可对振动点进行精确定位的分布式光纤振动传感系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种分布式光纤振动传感系统，其包括控制模块200、与控制模块相连的信号传输处理模块100、与信号传输处理模块通过光纤接口10连接的探测光纤以及与信号传输处理模块100连接的显示模块14，所述信号传输处理模块100包括与控制模块200的输出端连接的环路器4、与环路器4的输出端连接的滤光器5、与滤光器5的输出端连接的光干涉器6与光干涉器6的输出端连接的探测器7、与探测器7的输出端连接的放大器8、与放大器8的输出端连接的数据采集器9以及与数据采集器9的输出端连接的数据处理器13。
作为本发明的优选方案之一，所述控制模块包括与信号传输处理模块相连的同步控制器、与同步控制器输出端连接的激光驱动器以及与激光驱动器输出端连接的激光器。
作为本发明的优选方案之一，所述光干涉器5内设有依次连接的2个耦合器。
作为本发明的优选方案之一，所述激光器的输出端与环路器4连接。
作为本发明的优选方案之一，所述数据处理器13的输出端与同步控制器相连，所述同步控制器的另一输出端与数据采集器9相连。
本发明通过提供一种长距离高精度分布式光纤振动传感系统，其与传统的光纤振动传感装置相比本发明有如下优点和积极效果：
1、探测距离长，可达100公里以上，而传统的振动检测装置只能测量十几公里；
2、对振动信号的检测精度高，可检测较小的振动信号；而传统的振动检测装置无法检测微小信号；
3、定位精度高，定位精度在1米的精度；而传统的振动检测装置无定位功能，或有定位功能但精度很低，一般在几百米的精度；
4、结构简单，成本低，因此大大降低了信号检测电路的成本；而传统的振动检测装置靠复杂的信号检测电路来提供精度。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中光干涉器结构示意图。
图3为本发明工作原理流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的具体实施步骤：
本发明涉及一种长距离高精度分布式光纤振动传感系统，它主要包括激光器3，激光器3与激光驱动器2的输出端连接，激光驱动器2的输入端与同步控制器1的输出端连接，同步控制器1的输入端与数据处理器13的输出端连接；激光器3的输出端与环路器4的输入端连接，环路器4的输出端与光纤接口9和滤光器5的输入端连接；滤光器5的输出端连接光干涉器6的输入端连接，光干涉器6的输出端连接探测器7的输入端连接，探测器7的输出端与放大器8的输入端连接，放大器8的输出端与数据采集器9的输入端连接，数据采集器9的输出端与数据处理器13的一输入端连接；
光纤后向散射经过光纤接口10进入环路器4；环路器4使绝大部分后向散射光通过滤光器5，滤出与振动相关的光再进入光干涉器6。探测器7把光信号转化成电信号，电信号经过放大器8放大后进入数据采集器9；采集器9将采集到的数据送给数据处理器；数据处理器13接受到从数据采集器9中得到数据后，对数据进行计算处理，最终得出温度数据在计算机上以曲线的形式显示出来
本发明与以往发明的不同之处在于，所述的系统中采用了环路器4，环路器是绝大部分后向散射光进入系统；
本发明与以往发明的不同之处在于，所述的系统中设置了光干涉器5，其结构图如图2，光干涉器中设置了2个耦合器当光进入第一个耦合器时被分离成光强相等的两束光，经过折射，两束光在第二个耦合器中发生了同频干涉，相对的，数十倍的增加了出射光中的振动相关量的强度，从而能检测较小的振动信号；进一步有提高了系统的探测精度和探测距离。
本发明光纤振动传感器是采用光纤作为敏感部件的机械振动传感器。与传统振动传感器相比，光纤振动传感器不仅具有灵敏度高，抗电磁干扰等优点，还具有寿命长，功耗低的优点，特别是分布式光纤传感器还有对机械振动进行定位的能力，这是普通光纤振动传感器和传统振动传感器不具备的突出优点。
具体的，本发明公开了长距离高精度分布式光纤振动传感系统，其与传统的光纤振动传感装置相比本发明有如下优点和积极效果：
1.探测距离长，可达100公里以上，而传统的振动检测装置只能测量十几公里；
2.对振动信号的检测精度高，可检测较小的振动信号；而传统的振动检测装置无法检测微小信号；
3.定位精度高，定位精度在1米的精度；而传统的振动检测装置无定位功能，或有定位功能但精度很低，一般在几百米的精度；
4.结构简单，成本低，因此大大降低了信号检测电路的成本；而传统的振动检测装置靠复杂的信号检测电路来提供精度。
上述实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案。任何不脱离本发明精神和范围的技术方案均应涵盖在本发明的专利申请范围当中。

Claims (5)

1.一种分布式光纤振动传感系统，其包括控制模块(200)、与控制模块相连的信号传输处理模块(100)、与信号传输处理模块通过光纤接口(10)连接的探测光纤以及与信号传输处理模块(100)连接的显示模块(14)，其特征在于：所述信号传输处理模块(100)包括与控制模块(200)的输出端连接的环路器(4)、与环路器(4)的输出端连接的滤光器(5)、与滤光器(5)的输出端连接的光干涉器(6)与光干涉器(6)的输出端连接的探测器(7)、与探测器(7)的输出端连接的放大器(8)、与放大器(8)的输出端连接的数据采集器(9)以及与数据采集器(9)的输出端连接的数据处理器(13)。
2.如权利要求1所述的分布式光纤振动传感系统，其特征在于：所述控制模块(200)包括与信号传输处理模块相连的同步控制器(1)、与同步控制器输出端连接的激光驱动器以及与激光驱动器输出端连接的激光器。
3.如权利要求1所述的分布式光纤振动传感系统，其特征在于：所述光干涉器(5)内设有依次连接的两个耦合器。
4.如权利要求2或3所述的分布式光纤振动传感系统，其特征在于：所述激光器的输出端与环路器(4)连接。
5.如权利要求4所述的分布式光纤振动传感系统，其特征在于：所述数据处理器(13)的输出端与同步控制器相连，所述同步控制器的另一输出端与数据采集器(9)相连。
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