CN101852645A - 一种精确定位型光纤分布式振动传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精确定位型光纤分布式振动传感器，该传感器在现有的双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器中添加信号调制模块以对传感器中的光路信号进行相位调制；同时，本发明提供的传感器输出端还设置有一个信号解调模块，用于该传感器最终输出的干涉信号进行解调以获取真实振动信号。本发明提供的这种传感器能够有效解决现有的干涉仪型光纤分布式振动传感器由于干涉仪长距离工作而带来的非互易性相位偏差问题，可靠性和精确性高，成本低且易于实现。

Description

一种精确定位型光纤分布式振动传感器

技术领域

本发明涉及光电传感技术领域，尤其涉及一种精确定位型光纤分布式振动传感器。

背景技术

光纤分布式传感器能测量整个光纤长度上随时间变化的振动信息，它具有灵敏度高、检测距离远、抗电磁干扰能力强、安装后易维护等优点，因此在长距离光缆保护，输油管道监测和其它结构监测领域的具有重要意义。

目前，根据工作原理的区别，光纤分布式传感器可以分为双干涉仪型、光时域反射计型，强度调制型以及散射型等四种。其中，双干涉仪型光纤分布式传感器具有实现原理简单、灵敏度高、器件成本低、适于长距离传感用等优良特性，已经成为应用最为广泛的光纤分布式振动传感器。

双干涉仪型光纤分布式振动传感器采用双干涉仪结构，较为典型的有基于双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器和萨格奈克-马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器。

图1所示为现有的双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器的光路原理图，该传感器包括：光源10、第一耦合器11、第二耦合器12、第三耦合器13、第四耦合器14、第一光电探测器15、第二光电探测器16以及分别连接于第二耦合器12和第三耦合器13的两个耦合臂之间的传感臂17和参考臂18，此外，第三耦合器13的一个耦合臂和第四耦合器14的一个耦合臂通过传感光纤19相连接。光源10发出的光经第一耦合器11分光后，第一耦合器11的耦合臂101和耦合臂102分别输出第一光束和第二光束。所述第一光束经过第二耦合器12分为两束光后分别注入传感臂17和参考臂18，最后传感臂17和参考臂18的输出光在第三耦合器13处发生干涉得到第一干涉光；所述第一干涉光依次通过传感光纤19和第四耦合器14后由第一光电探测器15接收，构成了第一个干涉仪。所述第一耦合器11输出的第二光束依次经过第四耦合器14和传感光纤19传输后注入第三耦合器13，第三耦合器13将所述第二光束分光后使其分别经传感臂17和参考臂18传输后在第二耦合器12处发生干涉得到第二干涉光，最后第二干涉光由第二光电探测器16接收，构成了第二个干涉仪。

图1所示光路中的传感臂17、参考臂18和传感光纤19采用相同的单模光纤。若有振动信号

施加在传感臂17上，可将

看做一相位调制信号，则图1所示传感器中的两个干涉仪会受到相同信号

的相位调制，但由于两个干涉仪中相位调制信号

的作用位置距离光电探测器的光纤长度有所差别，因此该调制信号到达两个光电探测器的时间不同。如图1所示，假设振动发生在传感臂17上距离第二耦合器12为x的位置处，传感臂17长为La，传感光纤19长为Lc，则第一个干涉仪中的调制信号

到达第一光电探测器15走过的光程为La-x+Lc，第二个干涉仪中的调制信号

到达第二光电探测器16走过的光程为x，调制信号

在第一个干涉仪中到达第一光电探测器15的时间为t₁，调制信号

在第二个干涉仪中到达第二光电探测器16的时间为t₂，则调制信号

在两个干涉仪中达到光电探测器的时间差为：

$\mathrm{\Δt}=t_1-t_2=\frac{n(\mathrm{La}+\mathrm{Lc}-2x)}{c}---\left(1\right)$

其中，n为传感臂17和传感光纤19的纤芯的有效折射率，c为光在真空中的速度，且第一耦合器11与第二耦合器12、第四耦合器14之间可紧密连接，因此第一耦合器11与第二耦合器12、第四耦合器14之间的连接距离可视为零。显然，为了准确定位振动信号作用的位置，只需测量Δt，即可通过下式(2)计算出振动位置x：

$x=\frac{1}{2}(\mathrm{La}+\mathrm{Lc}-\frac{\mathrm{c\Δt}}{n})---\left(2\right)$

虽然双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器的响应时间短，工作距离长，灵敏度高，但是，由于长距离传感降低成本的需要，该传感器中的传感臂、参考臂以及其他传感光纤段均采用单模光纤，由于单模光纤在实际制作工艺过程中不能够保证均匀性，而且在实际使用过程中环境的复杂变化，引起了双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器中的两个干涉仪的非互易性，这种非互易性导致了两个干涉仪的初始相位不同且随机变化，干涉仪初始相位的不同叠加直至干涉输出，会使双向马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器在定位的时候发生偏差甚至定位失败。此外，单模光纤本身固有的本征双折射和外界随机因素导致的诱导双折射会使单模光纤中传输的光波的偏振态发生随机变化，由于只有相同偏振态(振动方向)的光矢量(电场矢量)分量之间才会发生干涉，因此传感臂和参考臂的出射光发生干涉时，光电探测器接收到的干涉信号的幅值会发生随机变化。特别地，在传感臂和参考臂中传播的光波的偏振态正交时，传感臂和参考臂中的光波将不能发生干涉，光电探测器接收的干涉信号的幅值将为0，此时该传感器完全失效。可见，双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器由于输出信号的不稳定性，可能使传感器在一定的时间范围内出现无输出信号的失效情况，严重影响了传感器在实际监测应用中的可靠性。

现有的萨格奈克-马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器的原理与双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器类似，区别仅在于其光路结构采用了萨格奈克-马赫泽德干涉仪结构，萨格奈克-马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器已是现有技术，此处不对其结构多作说明。同样地，由于现有的萨格奈克-马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器中也采用单模光纤，因此该种传感器和双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器类似——该种传感器也存在传感器中干涉仪的相位缓变现象以及偏振诱导双折射引入的信号衰落问题。

类似于双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器和萨格奈克-马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器，现有的干涉仪型光纤分布式振动传感器的传感光路的距离都较长(几十公里)，因此传感光路中的传感臂、参考臂和传感光纤通常采用成本相对较低的单模光纤，由于单模光纤在实际制作工艺过程中不能够保证均匀性，以及在实际使用过程中复杂的环境变化，因此现有的干涉仪型光纤分布式振动传感器存在干涉仪的相位缓变现象。另外，在长距离传感时，随机变化的外界因素导致的诱导双折射以及光纤本身存在的本征双折射会导致单模光纤中传输的光波的偏振态发生随机变化，由此会导致传感臂和参考臂的光波的偏振态存在区别，从而使得干涉信号的幅度发生随机变化，严重影响了光纤分布式振动传感器的实际可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种精确定位型光纤分布式振动传感器，用以解决现有的干涉仪型光纤分布式振动传感器中由于采用单模光纤而使干涉仪相位缓变，从而无法精确、可靠地进行传感定位的问题。此外，本发明实施例还解决了现有的干涉仪型光纤分布式振动传感器中由于偏振诱导双折射引入的信号衰落问题。

本发明提供的一种精确定位型光纤分布式振动传感器，包括：信号调制模块，用于对所述精确定位型光纤分布式振动传感器中的光路信号进行相位调制；信号解调模块，用于对所述精确定位型光纤分布式振动传感器输出端的光路信号进行解调。

上述精确定位型光纤分布式振动传感器还包括光源，所述信号调制模块用于对所述光源的光信号进行相位调制。

上述精确定位型光纤分布式振动传感器，还包括：偏振控制器、传感臂和参考臂；所述偏振控制器用于控制所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号的偏振态，使所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号均为线偏振光且使所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号的方位角的夹角为零。

当所述精确定位型光纤分布式振动传感器中的信号调制模块用于对所述光源的光信号进行相位调制，且该传感器具有偏振控制器时，本发明提供的其中一种精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、传感光纤、第一信号检测模块和第二信号检测模块；所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器均具有至少四个耦合臂；所述信号调制模块的输出端与所述光源连接，所述光源的输出端与所述偏振控制器的输入端连接；所述光源将经所述信号调制模块相位调制后的光信号输入所述偏振控制器；所述偏振控制器的输出端与所述第一耦合器的第一耦合臂连接；所述第一耦合器的第二耦合臂与所述第二耦合器的第一耦合臂相连，所述第一耦合器的第三耦合臂与所述第四耦合器的第一耦合臂相连；所述第二耦合器的第二耦合臂与所述第二信号检测模块的输入端相连，所述第二耦合器的第三、第四耦合臂分别通过所述传感臂、参考臂与所述第三耦合器的第一、第二耦合臂相连；所述第三耦合器的第三耦合臂通过所述传感光纤与所述第四耦合器的第二耦合臂相连；所述第四耦合器的第三耦合臂与所述第一信号检测模块的输入端相连；所述第一信号检测模块、第二信号检测模块的输出端均与所述信号解调模块的输入端电连接。

当所述精确定位型光纤分布式振动传感器中的信号调制模块用于对所述光源的光信号进行相位调制，且该传感器具有两个偏振控制器时，本发明提供的其中一种精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：：第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、传感光纤、第一信号检测模块和第二信号检测模块；所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器均具有至少四个耦合臂；所述信号调制模块的输出端与所述光源连接，所述光源将经所述信号调制模块相位调制后的光输入所述第一耦合器的第一耦合臂；所述第一耦合器的第二耦合臂与所述第二耦合器的第一耦合臂相连，所述第一耦合器的第三耦合臂与所述第四耦合器的第一耦合臂相连；所述第二耦合器的第二耦合臂与所述第二信号检测模块的输入端相连，所述第二耦合器的第三、第四耦合臂分别通过一个所述偏振控制器与所述传感臂、参考臂的一端连接；所述传感臂的另一端与所述第三耦合器的第一耦合臂相连；所述参考臂的另一端与所述第三耦合器的第二耦合臂相连；所述第三耦合器的第三耦合臂通过所述传感光纤与所述第四耦合器的第二耦合臂相连；所述第四耦合器的第三耦合臂与所述第一信号检测模块的输入端相连；所述第一信号检测模块、第二信号检测模块的输出端均与所述信号解调模块的输入端电连接。

本发明提供的精确定位型光纤分布式振动传感器还可包括传感臂；所述信号调制模块用于对经过所述传感臂的光信号进行相位调制。

当所述精确定位型光纤分布式振动传感器中的信号调制模块用于对经过所述传感臂的光信号进行相位调制时，该传感器还可包括：偏振控制器和参考臂；所述偏振控制器用于控制所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号的偏振态，使所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号均为线偏振光且使所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号的方位角的夹角为零。

当所述精确定位型光纤分布式振动传感器中的信号调制模块用于对经过所述传感臂的光信号进行相位调制，且该传感器具有两个偏振控制器时，本发明提供的其中一种精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：光源、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、传感光纤、第一信号检测模块和第二信号检测模块；所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器均具有至少四个耦合臂；所述光源的输出端与所述第一耦合器的第一耦合臂连接；所述第一耦合器的第二耦合臂与所述第二耦合器的第一耦合臂相连，所述第一耦合器的第三耦合臂与所述第四耦合器的第一耦合臂相连；所述第二耦合器的第二耦合臂与所述第二信号检测模块的输入端相连，所述第二耦合器的第三耦合臂与所述信号调制模块的输入端连接，所述信号调制模块的输出端与所述传感臂的一端之间串联有一个所述偏振控制器，所述传感臂的另一端与所述第三耦合器的第一耦合臂相连；所述第二耦合器的第四耦合臂通过一个所述偏振控制器与所述参考臂的一端连接，所述参考臂的另一端与所述第三耦合器的第二耦合臂连接；所述第三耦合器的第三耦合臂通过所述传感光纤与所述第四耦合器的第二耦合臂相连；所述第四耦合器的第三耦合臂与所述第一信号检测模块的输入端相连；所述第一信号检测模块、第二信号检测模块的输出端均与所述信号解调模块的输入端电连接。

当所述精确定位型光纤分布式振动传感器中的信号调制模块用于对经过所述传感臂的光信号进行相位调制，且该传感器具有两个偏振控制器时，本发明提供的其中一种精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：光源、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、传感光纤、第一信号检测模块和第二信号检测模块；所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器均具有至少四个耦合臂；所述光源的输出端与所述第一耦合器的第一耦合臂连接；所述第一耦合器的第二耦合臂与所述第二耦合器的第一耦合臂相连，所述第一耦合器的第三耦合臂与所述第四耦合器的第一耦合臂相连；所述第二耦合器的第二耦合臂与所述第二信号检测模块的输入端相连，所述第二耦合器的第三耦合臂通过一个所述偏振控制器与所述信号调制模块的输入端连接，所述信号调制模块的输出端通过所述传感臂与所述第三耦合器的第一耦合臂相连；所述第二耦合器的第四耦合臂通过一个所述偏振控制器与所述参考臂的一端连接，所述参考臂的另一端与所述第三耦合器的第二耦合臂相连；所述第三耦合器的第三耦合臂通过所述传感光纤与所述第四耦合器的第二耦合臂相连；所述第四耦合器的第三耦合臂与所述第一信号检测模块的输入端相连；所述第一信号检测模块、第二信号检测模块的输出端均与所述信号解调模块的输入端电连接。

当所述精确定位型光纤分布式振动传感器中的信号调制模块用于对经过所述传感臂的光信号进行相位调制，且该传感器具有偏振控制器时，本发明提供的其中一种精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：光源、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、传感光纤、第一信号检测模块和第二信号检测模块；所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器均具有至少四个耦合臂；所述光源的输出端通过所述偏振控制器连接至所述第一耦合器的第一耦合臂；所述第一耦合器的第二耦合臂与所述第二耦合器的第一耦合臂相连，所述第一耦合器的第三耦合臂与所述第四耦合器的第一耦合臂相连；所述第二耦合器的第二耦合臂与所述第二信号检测模块的输入端相连，所述第二耦合器的第三耦合臂与所述信号调制模块的输入端连接，所述信号调制模块的输出端通过所述传感臂连接至所述第三耦合器的第一耦合臂；所述第二耦合器的第四耦合臂通过所述参考臂连接至所述第三耦合器的第二耦合臂；所述第三耦合器的第三耦合臂通过所述传感光纤与所述第四耦合器的第二耦合臂相连；所述第四耦合器的第三耦合臂与所述第一信号检测模块的输入端相连；所述第一信号检测模块、第二信号检测模块的输出端均与所述信号解调模块的输入端电连接。

前面所述任一种精确定位型光纤分布式振动传感器中的信号解调模块包括：第一混频器、第二混频器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一微分电路、第二微分电路、第一乘积器、第二乘积器、加法器、积分器和高通滤波器；所述第一混频器的输入端为所述信号解调模块的输入端，所述第一混频器的输出端与所述第一低通滤波器的输入端连接，所述第一低通滤波器的输出端与所述第一微分电路以及所述第二乘积器的一个输入端连接；所述第一微分电路的输出端与所述第一乘积器的一个输入端连接，所述第一乘积器的输出端与所述加法器的一个输入端连接；所述第一混频器用于使所述信号解调模块的每个输入信号与第一混频信号混频；所述第二混频器的输入端与所述第一混频器的输入端相同，所述第二混频器的输出端与所述第二低通滤波器的输入端连接，所述第二低通滤波器的输出端与所述第二微分电路以及所述第一乘积器的另一个输入端连接；所述第二微分电路的输出端与所述第二乘积器的另一个输入端连接，所述第二乘积器的输出端与所述加法器的另一个输入端连接；所述第二混频器用于使所述信号解调模块的每个输入信号与第二混频信号混频；所述加法器的输出端与所述积分器的输入端连接，所述积分器的输出端与所述高通滤波器的输入端连接；所述高通滤波器的输出端为所述信号解调模块的输出端；所述第一混频信号的频率等于所述信号调制模块中使用的调制信号频率，所述第一混频信号的幅值为所述信号调制模块中使用的调制信号幅值的第一预定倍数；所述第二混频信号的频率等于所述信号调制模块中所使用的调制信号频率的二倍，所述第二混频信号的幅值为所述信号调制模块中所使用的调制信号幅值的第二预定倍数。

所述第一、第二信号检测模块均包括：光电探测器、前置放大器、滤波器和数/模转换器；所述光电探测器的输入端为其所对应的信号检测模块的输入端；所述光电探测器的输出端与所述前置放大器的输入端连接，所述前置放大器的输出端与所述滤波器的输入端连接，所述滤波器的输出端与所述数/模转换器的输入端连接；所述数/模转换器的输出端与所述信号解调模块的输入端电连接。

本发明实施例提供的精确定位型光纤分布式振动传感器利用相位载波调制和解调的原理，先对传感器光源的信号光或对传感器的传感臂中的光波进行相位调制，最后将信号检测模块输出的信号解调后得到真实的振动信号，此方案解决了现有的传感器中由于干涉仪长距离工作而容易产生的非互易性相位偏差问题，相对于现有的光纤分布式振动传感器，传感器的可靠性和精确性高。

此外，本发明实施例通过在上述传感器中加入偏振控制器，以控制传感臂和参考臂中光波的偏振态--使传感臂和参考臂中同向传输的光波均为线偏振光且两束线偏振光的方位角的夹角为零，从而使系统输出干涉信号的幅值始终处于最大值，进一步提供了一种不仅能能够避免传感器长距离工作而产生的非互易性相位偏差，还能避免单模光纤的偏振诱导双折射所带来的信号衰落情况的精确定位型光纤分布式振动传感器，不仅可靠性和精度高，且方案简单、易于实施、附加成本低。

附图说明

图1为现有的双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器的光路原理图；

图2为本发明实施例提供的第一种精确定位型光纤分布式振动传感器的结构示意图；

图3为图2所示信号检测模块的结构示意图；

图4为图2所示信号解调模块212的原理图；

图5为本发明实施例提供的第二种精确定位型光纤分布式振动传感器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的第三种精确定位型光纤分布式振动传感器的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第四种精确定位型光纤分布式振动传感器的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第五种精确定位型光纤分布式振动传感器的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的第六种精确定位型光纤分布式振动传感器的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的第七种精确定位型光纤分布式振动传感器的结构示意图。

具体实施方式

由于现有技术的光纤分布式振动传感器中的传感光纤较长，通常采用成本相对较低的单模光纤，因此存在传感器中干涉仪相位缓变现象以及偏振诱导双折射引入的信号衰落问题。本发明实施例使用相位载波调制解调技术对现有的双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器进行改进，在其中通过设置信号调制模块对光路信号进行相位调制，并在该传感器的干涉信号输出端设置信号解调模块以对调制后的光路信号进行解调，从而消除相位缓变对传感定位的影响。此外，本发明实施例还可进一步采用偏振控制技术，在干涉仪的光路结构中加入偏振控制器，以控制各干涉仪的传感臂和参考臂中传输的光波的偏振态--使传感臂和参考臂中传输的光波为线偏振光且两束线偏振光的方位角的夹角为零，从而使系统输出干涉信号的幅值始终处于最大值，以解决单模光纤的偏振诱导双折射引入的信号衰落问题。

其中，所述信号调制模块对传感器的光源或对传感器的传感臂中的光波进行相位调制，即：信号调制模块可设置于传感器的光源端或与传感器的传感臂相串联。下面结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理、具体实施方式及其对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。

图2所示为本发明实施例提供的一种精确定位型光纤分布式振动传感器的结构示意图。如图2中所示，该传感器包括：光源21、信号调制模块22、第一耦合器23、第二耦合器24、第三耦合器25、第四耦合器26、传感臂27、参考臂28、传感光纤29、第一信号检测模块210、第二信号检测模块211以及信号解调模块212。所述信号调制模块22为现有的任一款能对输入信号或对其他信号源的信号进行相位调制的信号调制装置，在图2所示传感器中，信号调制模块22的输出端与光源21连接，信号调制模块22用于对光源21的信号光进行相位调制，调制方式为内调制。

其中，第一耦合器23、第二耦合器24、第三耦合器25和第四耦合器26均具有至少4个耦合臂。光源21输出的已调制光直接输入第一耦合器23的第一耦合臂，第一耦合器23的第二耦合臂、第三耦合臂分别与第二耦合器24的第一耦合臂和第四耦合器26的第一耦合臂相连。第二耦合器24的第二耦合臂与第二信号检测模块211的输入端相连，第二耦合器24的第三、第四耦合臂分别通过传感臂27、参考臂28与第三耦合器25的第一、第二耦合臂相连。第三耦合器25的第三耦合臂通过传感光纤29与第四耦合器26的第二耦合臂相连，第四耦合器26的第三耦合臂与第一信号检测模块210的输入端相连。此外，第一耦合器23和第二耦合器24、第四耦合器26紧密连接。第一信号检测模块210、第二信号检测模块211的输出端均与信号解调模块212电连接。

图2所示传感器的工作原理与图1类似：光源21发出的已调制光进入第一耦合器23后被第一耦合器23分为第一光束和第二光束输出，第一耦合器23的第二耦合臂和第三耦合臂分别输出第一光束和第二光束。所述第一光束经过第二耦合器24分两束光后分别注入传感臂27和参考臂28，最后传感臂27和参考臂28的输出光在第三耦合器25处发生干涉得到第一干涉光；所述第一干涉光依次通过传感光纤29和第四耦合器26后由第一信号检测模块210接收，构成了第一个干涉仪。所述第一耦合器23输出的第二光束依次经过第四耦合器26和传感光纤29传输后注入第三耦合器25，随后第三耦合器25将所述第二光束分光后使其分别经传感臂27和参考臂28传输后在第二耦合器24处发生干涉得到第二干涉光，最后第二干涉光由第二信号检测模块211接收，构成了第二个干涉仪。如图2所示：当有振动信号

施加在传感臂27上距离第二耦合器24为x的位置处时，信号解调模块212解调出第一信号检测模块210在时刻t₁探测到的信号

和第二信号检测模块211在时刻t₂探测到的信号

并确定出时间差Δt＝t₁-t₂，即可根据下式计算出振动信号的作用位置x：

$x=\frac{1}{2}(\mathrm{La}+\mathrm{Lc}-\frac{\mathrm{c\Δt}}{n})---\left(3\right)$

其中，La为传感臂27的长度，Lc为传感光纤29的长度，n为传感臂27和传感光纤29的纤芯的有效折射率，c为真空中的光速。

图2所示传感器与图1所示传感器的不同点在于：图2所示传感器中利用相位载波调制解调的原理，在传感器的光源21端加入信号调制模块22，先对光源21的光进行相位调制后再使其输入到第一耦合器23中，最后在各信号检测模块的输出端，通过信号解调的方法，将真实的振动信号相位

还原，从而消除由于干涉仪长距离工作而引起的非互易性相位偏差。以下详细说明图2所示传感器如何通过信号调制与解调避免干涉仪长距离工作而引起的非互易性相位偏差的原理。

一般情况下，双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器中各干涉仪输出的电压信号可表示为：

其中，

为干涉仪的初始相位，

分别为噪声和振动信号。理论上，

应为固定值，但是现有的双马赫泽德干涉型光纤分布式振动传感器中，长传感距离的非互易性导致了两个干涉仪的输出信号的

的不同，从而导致该传感器无法准确确定自身的两个干涉仪接收到振动信号的时间差，造成了定位偏差甚至定位失效。图2所示传感器中，设信号调制模块22对光源21的调制信号为mcosω₀t，设光源21的信号光经调制后产生的调制相位为

C表示相位调制的幅度。则图2所示传感器中的各干涉仪输出的电压信号为：

信号解调模块212的作用实质上就是将

从

中提取出来，并滤除

从而获取真实振动信号

首先，第一、第二信号检测模块的结构如图3所示，即第一、第二信号检测模块均包括：光电探测器31、前置放大器32、滤波器33和模/数转换器34。以第一信号检测模块210为例：第四耦合器26输出的第一干涉光信号先由光电探测器31接收后将其转换为电信号，然后该电信号依次经前置放大器32、滤波器33和模/数转换器34后输出为待解调数字信号，以供后续解调处理。第二信号检测模块211和第一信号检测模块210的信号处理过程相同，此处不再多述。显然，所述光电探测器31的类型可根据实际需要选用。此外，其中前置放大器32和滤波器33的作用主要是为了消除光电探测器31输出的电信号中的噪声和其他干扰，模/数转换器34用于将输入的模拟信号转换为数字信号输出，因此，在不影响本发明目的实现的情况下，不管光电探测器31、前置放大器32、滤波器33和模/数转换器34等各部件具体设计的差异如何，只要与本发明实施例中具有相同功能的部件均应被视为与本发明相同的技术方案，属于本发明请求保护的技术范围之内。

以下为方便说明，以图2所示传感器中的第一干涉仪为例进行说明该传感器中信号解调模块212的解调原理。

图4所示为信号解调模块212的原理图。如图4中所示，信号解调模块212包括：第一混频器41、第二混频器42、第一低通滤波器43、第二低通滤波器44、第一微分电路45、第二微分电路46、第一乘积器47、第二乘积器48、加法器49、积分器410和高通滤波器411。令

则由式(5)可知第一信号检测模块210输出的电压信号为：

V＝A(1+mcosω₀t)+B(1+mcosω₀t)cos(φ_t+Ccosω₀t)

                                                                       (6)

＝A+Bcos(φ_t+Ccosω₀t)+mBcosω₀tcos(φ_t+Ccosω₀t)+Amcosω₀t

上式中的mBcosω₀tcos(φ_t+Ccosω₀t)+Amcosω₀t项经过信号解调模块212中的混频和低通滤波后将消去，不用考虑，以下也不再讨论，因此，只需考虑式(6)中前两项的解调结果。将式(6)所示的第一信号检测模块210输出的电压信号V(待解调数字信号)使用Bessel函数展开为：

在信号解调模块212中，第一信号检测模块210输出的电压信号V被分为上下两路分别输入第一混频器41和第二混频器42，上一路电压信号V在第一混频器41中和第一混频信号Gcosω₀t经过混频相乘后依次经过第一低通滤波器43和第一微分电路45后得到：

下一路电压信号V在第二混频器42中和第二混频信号Hcos2ω₀t经过混频相乘后依次经过第二低通滤波器44和第二微分电路46后得到：

其中，G、H为根据需要预定的混频信号幅值。第一微分电路45输出的信号

和第二低通滤波器44输出的信号在第一乘积器47内相乘后输入加法器49，第二微分电路46输出的信号

和第一低通滤波器43输出的信号在第二乘积器48内相乘后也输入加法器49与上一路输入加法器49的信号求和，加法器49的输出信号再经积分器410积分后得到：

根据前述内容可知：由于

为直流量，噪声

为缓慢变化的量，最后积分器410的输出信号(即式(9)所示信号)经高通滤波器411高通滤波后得到：

至此，振动信号

可以被完整的解调出来。

图2所示传感器对光源21进行相位内调制，信号调制模块22加在光源一端，不仅有效的解决由于相位缓变而带来的定位漂移问题，而且实现了传感光路的无源化。值得说明的是：如图5所示，若将图2中的信号调制模块22设置于传感臂27上，即：去掉图2中加载在光源21上的信号调制模块22，并在第二耦合器24的第三耦合臂和传感臂27之间串联一个具有相位调制功能的信号调制模块22，也能实现对传感器中光路信号的相位调制。图5与图2的区别仅在于：图5中的信号调制模块22用于对传感臂27中的光波进行相位调制。事实上图5所示传感器的技术效果与图2所示装置的技术效果完全相同，应视为与图2等同的方案。由于图5所示传感器的相位调制和解调原理与上述图2的相位调制和解调原理相同，此处不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的精确定位型光纤分布式振动传感器利用相位载波调制和解调的原理，先对传感器光源的信号光或对传感臂中的光波进行相位调制，最后将信号检测模块输出的信号解调后得到真实的振动信号，此方案避免了由于传感器中干涉仪长距离工作而容易产生的非互易性相位偏差，相对于现有的光纤分布式振动传感器，传感器的可靠性和精确性得到很大提升。

在上述实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种不仅能能够避免传感器长距离工作而产生的非互易性相位偏差，还能避免单模光纤的偏振诱导双折射所带来的信号衰落情况的精确定位型光纤分布式振动传感器，该传感器采用偏振控制器使同一干涉仪中传感臂和参考臂中传输的光波均为线偏振光，并使传感臂和参考臂中两光束的方位角的夹角确保为零，从而使系统输出干涉信号的幅值始终处于最大值以解决单模光纤的偏振诱导双折射引入的信号衰落问题。其中，所述偏振控制器可设置于该传感器的光源输出端和第一耦合器的第一耦合臂之间，或设置于该传感器的传感臂和参考臂上，以下进行详细说明。

图6所示为本发明实施例提供的第三种精确定位型光纤分布式振动传感器的结构示意图。包括：光源21、信号调制模块22、偏振控制器61、第一耦合器23、第二耦合器24、第三耦合器25、第四耦合器26、传感臂27、参考臂28、传感光纤29、第一信号检测模块210、第二信号检测模块211以及信号解调模块212。其中，与图2具有相同附图标记的各部件的连接关系以及功能和图2中的相同模块相同，此处不再赘述。图6与图2的唯一的区别在于：在光源21的输出端和第一耦合器23的第一耦合臂之间设置了偏振控制器61，偏振控制器61可以采用现有的任何类型的偏振控制器，如手动偏振控制器和电动偏振控制仪等，用于调节输入第一耦合器23的已调制光源光的偏振状态，以使传感臂27和参考臂28中的两束光均为线偏振光且两束光的夹角为零，从而使该传感器的第一、第二干涉仪输出的干涉光信号幅值均为最大值，从而消除长距离传感时单模光纤中偏振态的随机变化对输出信号幅值的影响。

以下详细说明偏振控制器61在图6所示传感器中的工作原理。

通常，传感器所采用的光源21为窄带光源，其输出光波可以认为是全偏振光(实际光源发出的光波偏振度接近100％)，不失一般性，以下将光源21发出的光波视为任意椭圆偏振光，为方便说明，以下以图6所示传感器的第一个干涉仪中的光波的传输为例进行分析说明，显然，可以采用同样的方法分析第二个干涉仪中的光波的数学表达。

设图6所示传感器的第一干涉仪的传感臂27和参考臂28中正向(由第二耦合器24向第三耦合器25方向)传输的光波的电场矢量分别为E_s和E_r，其方位角分别为θ_s、θ_r，椭率角分别为ε_s和ε_r，则E_s和E_r的琼斯矢量分别为：

当第一干涉仪的传感臂27和参考臂28中正向传输的光波在第三耦合器25中发生干涉时，第一干涉光信号的干涉光强度可表示为：

I＝|E_sx+E_rx|²+|E_sy+E_ry|²    (13)

干涉光中的干涉项为：

${2E}_s{E}_r\sqrt{a^2+b^2}\cos (\mathrm{\δ}-\mathrm{\ξ})---\left(14\right)$

其中，δ为振动信号

在第一信号检测模块210接收到的第一干涉光信号中所引起的相位差，ξ是附加相位差，a＝cos(θ_s-θ_r)cos(ε_s-ε_r)，b＝sin(θ_s-θ_r)sin(ε_s+ε_r)。因此，当传感臂27受到微振动

时，第一信号检测模块210接收到的第一干涉光信号强度为：

I₁＝A₁+B₁cos[δ(t₁)-ξ₁]    (15)

采用同样的方法分析第二个干涉仪，可得到此时第二信号检测模块211接收到的第二干涉光信号强度为：

I₂＝A₂+B₂cos[δ(t₂)-ξ₂]    (16)

式(15)和(16)中，A₁、A₂分别为第一、第二信号检测模块接收到的第一、第二干涉光信号的直流偏置量；B₁、B₂分别为第一、第二信号检测模块接收到的第一、第二干涉光信号的干涉项幅值；δ(t₁)为第一信号检测模块210在t₁时刻接收到的的第一干涉光信号中振动引起的相位，δ(t₂)为第二信号检测模块211在t₂时刻接收到的第二干涉光信号中振动引起的相位，式(3)中的Δt可通过此处的t₁、t₂确定：Δt＝t₁-t₂。

从(14)、(15)、(16)三式可以看出：光波偏振态的变化会引起干涉光的干涉项幅值的变化，同时会引起附加相位差ξ的变化，当传感臂27和参考臂28中同向传输的光均为线偏振态时，干涉仪输出光的干涉项的幅值由传感臂27和参考臂28中两光束的方位角的夹角决定，因此，在第一耦合器23的输入端加入偏振控制器61，将传感臂27和参考臂28中两光束的方位角的夹角调整为0时，该传感器中的干涉仪的输出干涉光信号可获得最大幅值，显然，通过此方案可消除单模光纤长距离传输过程中光波偏振态随机变化对输出信号幅值的影响，使传感器实现精确定位。

比较图2和图6可知：偏振控制器61可在保留原图2大部分光路结构尤其是传感光纤一侧结构的基础上添加，以消除图2所示传感器中的偏振衰落现象，实施方式简单。此外，由于图6中的偏振控制器61施加在传感器中干涉仪的光输入端，因此图6所示传感器在解决现有双干涉仪型分布式振动传感器干涉仪最终输出的电信号幅值变化为0时传感器失效的问题的同时，保持了对两个干涉仪输出信号处理的一致性，不影响传感器的有效定位。此外，图6所示传感器中，偏振控制和相位调制是在干涉仪的光路输入端进行处理，因此该传感器适合于传感光纤为任何长度的情况。

值得说明的是：图6中所示的偏振控制器61还可以设置于传感臂27和参考臂28上，具体如图7所示：将图6所示的第一耦合器23输入端的偏振控制器61取消，并在传感臂27、参考臂28与第二耦合器24的连接端分别设置一个偏振控制器61，即：在第二耦合器24的第三耦合臂和传感臂27之间串联一个偏振控制器61，同时在第二耦合器24的第四耦合臂和参考臂28之间串联一个偏振控制器61，这两个偏振控制器61分别用于控制传感臂27和参考臂28内传输的光波的偏振态，以使传感臂27和参考臂28中传输的两同向光束的方位角的夹角为0。显然，图7所示传感器与图6所示传感器的工作原理完全相同，此处不再赘述。

类似地，由于图5所示传感器与图2所示传感器具有相同的技术效果，因此也可在图5所示传感器中传感臂27和参考臂28上设置偏振控制器，也能够获得与图6和图7等同的技术效果，具体如图8或图9所示。图8所示传感器在图5所示传感器的信号调制模块22和传感臂27之间串联一个偏振控制器61，同时在第二耦合器24的第四耦合臂输出端和参考臂28之间串联一个偏振控制器61。图9所示传感器在图5所示传感器的第二耦合器24的第三耦合臂输出端和信号调制模块22之间串联一个偏振控制器61，同时在第二耦合器24的第四耦合臂输出端和参考臂28之间串联一个偏振控制器61。对于图8/图9中的干涉仪而言，与传感臂27串联的信号调制模块22用于对经过传感臂27的光波进行相位调制，以避免干涉仪长距离工作而产生的非互易性相位偏差。图8/图9中，与传感臂27串联的偏振控制器61用于对经过传感臂27的光波的偏振态进行控制，同时与参考臂28串联的偏振控制器用于对经过参考臂28的光波的偏振态进行控制，使传感臂27和参考臂28中同向传输的光波均为线偏振光且使传感臂27和参考臂28中的两个同向传输线偏振光的方位角的夹角为零。显然，图8、图9所示传感器与图6和图7所示传感器的工作原理相同，所达到的技术效果也完全相同，此处也不再赘述。

类似地，由于图5所示传感器与图2所示传感器具有相同的技术效果，因此还可在图5所示传感器的光源端添加偏振控制器61，具体如图10所示，同样能获得与图8和图9等同的技术效果。如图10中所示：在光源21的输出端和第一耦合器23的第一耦合臂之间设置偏振控制器61，该传感器不仅具有图5所示传感器的优点，通过偏振控制器61控制传感臂27和参考臂28中同向传输光波的偏振态，使这两个同向传输光波均为线偏振光且方位角的夹角为零，该传感器还可以消除单模光纤长距离传输过程中光波偏振态随机变化对输出信号幅值的影响。

事实上，由于具体实施时，本发明实施例所提供的传感器中的传感臂和参考臂常常包裹在同一根光缆内，因此图7、图8和图9中所示的传感臂27和参考臂28上的两个偏振控制器61在具体实施时可以采用同一个偏振控制器，即：使图7、图8和图9中传感臂27和参考臂28所在支路的光传输时都通过同一个偏振控制器即可。

综上所述，本发明实施例所提供得传感器仅在现有双马赫泽德干涉仪型光纤分布式振动传感器的基础上增加了相位调制及解调器等常用光电器件，能够消除由于采用单模光纤而带来的干涉仪相位缓变现象。此外，本发明实施例还通过对上述传感器添加偏振控制器件以解决现有的干涉仪型光纤分布式振动传感器中由于偏振诱导双折射引入的信号衰落问题。这些传感器不仅可靠性强、定位精度高，而且器件附加成本低，技术方案简单且易于实施。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，包括：

信号调制模块，用于对所述精确定位型光纤分布式振动传感器中的光路信号进行相位调制；

信号解调模块，用于对所述精确定位型光纤分布式振动传感器输出端的光路信号进行解调。

2.如权利要求1所述的精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述精确定位型光纤分布式振动传感器还包括光源，所述信号调制模块用于对所述光源的光信号进行相位调制。

3.如权利要求2所述的精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：偏振控制器、传感臂和参考臂；

所述偏振控制器用于控制所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号的偏振态，使所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号均为线偏振光且使所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号的方位角的夹角为零。

4.如权利要求3所述的精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、传感光纤、第一信号检测模块和第二信号检测模块；

所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器均具有至少四个耦合臂；

所述信号调制模块的输出端与所述光源连接，所述光源的输出端与所述偏振控制器的输入端连接；所述光源将经所述信号调制模块相位调制后的光信号输入所述偏振控制器；

所述偏振控制器的输出端与所述第一耦合器的第一耦合臂连接；

所述第一耦合器的第二耦合臂与所述第二耦合器的第一耦合臂相连，所述第一耦合器的第三耦合臂与所述第四耦合器的第一耦合臂相连；

所述第二耦合器的第二耦合臂与所述第二信号检测模块的输入端相连，所述第二耦合器的第三、第四耦合臂分别通过所述传感臂、参考臂与所述第三耦合器的第一、第二耦合臂相连；

所述第三耦合器的第三耦合臂通过所述传感光纤与所述第四耦合器的第二耦合臂相连；所述第四耦合器的第三耦合臂与所述第一信号检测模块的输入端相连；

所述第一信号检测模块、第二信号检测模块的输出端均与所述信号解调模块的输入端电连接。

5.如权利要求3所述的精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述偏振控制器为两个，所述精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、传感光纤、第一信号检测模块和第二信号检测模块；

所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器均具有至少四个耦合臂；

所述信号调制模块的输出端与所述光源连接，所述光源将经所述信号调制模块相位调制后的光输入所述第一耦合器的第一耦合臂；

所述第一耦合器的第二耦合臂与所述第二耦合器的第一耦合臂相连，所述第一耦合器的第三耦合臂与所述第四耦合器的第一耦合臂相连；

所述第二耦合器的第二耦合臂与所述第二信号检测模块的输入端相连，所述第二耦合器的第三、第四耦合臂分别通过一个所述偏振控制器与所述传感臂、参考臂的一端连接；所述传感臂的另一端与所述第三耦合器的第一耦合臂相连；所述参考臂的另一端与所述第三耦合器的第二耦合臂相连；

所述第三耦合器的第三耦合臂通过所述传感光纤与所述第四耦合器的第二耦合臂相连；所述第四耦合器的第三耦合臂与所述第一信号检测模块的输入端相连；

所述第一信号检测模块、第二信号检测模块的输出端均与所述信号解调模块的输入端电连接。

6.如权利要求1所述的精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述精确定位型光纤分布式振动传感器还包括传感臂；所述信号调制模块用于对经过所述传感臂的光信号进行相位调制。

7.如权利要求6所述的精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：偏振控制器和参考臂；

所述偏振控制器用于控制所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号的偏振态，使所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号均为线偏振光且使所述传感臂和参考臂中同向传输的两束光信号的方位角的夹角为零。

8.如权利要求7所述的精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述偏振控制器为两个，所述精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：光源、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、传感光纤、第一信号检测模块和第二信号检测模块；

所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器均具有至少四个耦合臂；

所述光源的输出端与所述第一耦合器的第一耦合臂连接；所述第一耦合器的第二耦合臂与所述第二耦合器的第一耦合臂相连，所述第一耦合器的第三耦合臂与所述第四耦合器的第一耦合臂相连；

所述第二耦合器的第二耦合臂与所述第二信号检测模块的输入端相连，所述第二耦合器的第三耦合臂与所述信号调制模块的输入端连接，所述信号调制模块的输出端与所述传感臂的一端之间串联有一个所述偏振控制器，所述传感臂的另一端与所述第三耦合器的第一耦合臂相连；所述第二耦合器的第四耦合臂通过一个所述偏振控制器与所述参考臂的一端连接，所述参考臂的另一端与所述第三耦合器的第二耦合臂连接；

所述第三耦合器的第三耦合臂通过所述传感光纤与所述第四耦合器的第二耦合臂相连；所述第四耦合器的第三耦合臂与所述第一信号检测模块的输入端相连；

所述第一信号检测模块、第二信号检测模块的输出端均与所述信号解调模块的输入端电连接。

9.如权利要求7所述的精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述偏振控制器为两个，所述精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：光源、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、传感光纤、第一信号检测模块和第二信号检测模块；

所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器均具有至少四个耦合臂；

所述光源的输出端与所述第一耦合器的第一耦合臂连接；所述第一耦合器的第二耦合臂与所述第二耦合器的第一耦合臂相连，所述第一耦合器的第三耦合臂与所述第四耦合器的第一耦合臂相连；

所述第二耦合器的第二耦合臂与所述第二信号检测模块的输入端相连，所述第二耦合器的第三耦合臂通过一个所述偏振控制器与所述信号调制模块的输入端连接，所述信号调制模块的输出端通过所述传感臂与所述第三耦合器的第一耦合臂相连；所述第二耦合器的第四耦合臂通过一个所述偏振控制器与所述参考臂的一端连接，所述参考臂的另一端与所述第三耦合器的第二耦合臂相连；

所述第三耦合器的第三耦合臂通过所述传感光纤与所述第四耦合器的第二耦合臂相连；所述第四耦合器的第三耦合臂与所述第一信号检测模块的输入端相连；

所述第一信号检测模块、第二信号检测模块的输出端均与所述信号解调模块的输入端电连接。

10.如权利要求7所述的精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述精确定位型光纤分布式振动传感器还包括：光源、第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器、第四耦合器、传感光纤、第一信号检测模块和第二信号检测模块；

所述第一耦合器、第二耦合器、第三耦合器和第四耦合器均具有至少四个耦合臂；

所述光源的输出端通过所述偏振控制器连接至所述第一耦合器的第一耦合臂；

所述第一耦合器的第二耦合臂与所述第二耦合器的第一耦合臂相连，所述第一耦合器的第三耦合臂与所述第四耦合器的第一耦合臂相连；

所述第二耦合器的第二耦合臂与所述第二信号检测模块的输入端相连，所述第二耦合器的第三耦合臂与所述信号调制模块的输入端连接，所述信号调制模块的输出端通过所述传感臂连接至所述第三耦合器的第一耦合臂；所述第二耦合器的第四耦合臂通过所述参考臂连接至所述第三耦合器的第二耦合臂；

所述第三耦合器的第三耦合臂通过所述传感光纤与所述第四耦合器的第二耦合臂相连；所述第四耦合器的第三耦合臂与所述第一信号检测模块的输入端相连；

所述第一信号检测模块、第二信号检测模块的输出端均与所述信号解调模块的输入端电连接。

11.如权利要求1至10中任一项所述的一种精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述信号解调模块包括：第一混频器、第二混频器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一微分电路、第二微分电路、第一乘积器、第二乘积器、加法器、积分器和高通滤波器；

所述第一混频器的输入端为所述信号解调模块的输入端，所述第一混频器的输出端与所述第一低通滤波器的输入端连接，所述第一低通滤波器的输出端与所述第一微分电路以及所述第二乘积器的一个输入端连接；所述第一微分电路的输出端与所述第一乘积器的一个输入端连接，所述第一乘积器的输出端与所述加法器的一个输入端连接；所述第一混频器用于使所述信号解调模块的每个输入信号与第一混频信号混频；

所述第二混频器的输入端与所述第一混频器的输入端相同，所述第二混频器的输出端与所述第二低通滤波器的输入端连接，所述第二低通滤波器的输出端与所述第二微分电路以及所述第一乘积器的另一个输入端连接；所述第二微分电路的输出端与所述第二乘积器的另一个输入端连接，所述第二乘积器的输出端与所述加法器的另一个输入端连接；所述第二混频器用于使所述信号解调模块的每个输入信号与第二混频信号混频；

所述加法器的输出端与所述积分器的输入端连接，所述积分器的输出端与所述高通滤波器的输入端连接；所述高通滤波器的输出端为所述信号解调模块的输出端；

所述第一混频信号的频率等于所述信号调制模块中使用的调制信号频率，所述第一混频信号的幅值为所述信号调制模块中使用的调制信号幅值的第一预定倍数；

所述第二混频信号的频率等于所述信号调制模块中所使用的调制信号频率的二倍，所述第二混频信号的幅值为所述信号调制模块中所使用的调制信号幅值的第二预定倍数。

12.如权利要求11所述的一种精确定位型光纤分布式振动传感器，其特征在于，所述第一、第二信号检测模块均包括：光电探测器、前置放大器、滤波器和数/模转换器；

所述光电探测器的输入端为其所对应的信号检测模块的输入端；所述光电探测器的输出端与所述前置放大器的输入端连接，所述前置放大器的输出端与所述滤波器的输入端连接，所述滤波器的输出端与所述数/模转换器的输入端连接；所述数/模转换器的输出端与所述信号解调模块的输入端电连接。

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