CN109781240A - 基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，其特征在于，它包括第一窄带激光器、第二窄带激光器、拉锥波分复用器、耦合器、数控可调光延时线、环状压电陶瓷管、三分三耦合器、第一拉锥波分解复用器、第二拉锥波分解复用器、第三拉锥波分解复用器和多通道数据采集卡，其中，环状压电陶瓷管外圈均匀盘绕振动传感光纤，环状压电陶瓷管能在控制信号的驱动下周期性伸缩，本发明利用双波长马赫‑曾德尔干涉仪和三分三耦合器数字相位解调技术，采用双波长回归分析相位解缠原理，从原理上克服了传统相位解缠中的π相位限制原则，来精确跟踪实际强振动信号引起的相位大范围瞬时变化，具有良好的和单波长干涉测量一致的信噪比水平。

Description

基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置与方法

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置与方法。

背景技术

光纤具有体积小、质量轻、本征无源安全等突出优势，以此为媒介的光纤加速度计、光纤水听器、光纤陀螺仪等诸多传感器得到了高速发展。其中，光纤振动传感器作为新一代振动传感系统的重要组成部分正在被深入研究，有望在地质灾害预警、水听声呐监控等领域发挥不可替代的作用。在包括强度、频率、波长、偏振态调制等多种光纤振动传感形式当中，相位调制型具有最高的灵敏度，同时具有光纤传感和干涉测量的优点，它利用普通单模光纤作为敏感介质，通过双相干光束干涉来测量外界扰动造成的相位差变化对扰动事件进行分析，在基础设施和大型结构，如油气管道、油气储备基地、光缆、铁轨振动监测、边海防线以及重要设施周界安防等方面有着广阔的应用前景。

作为干涉型光纤振动传感技术信号处理的核心部分，相位解调技术的研究与实现尤为重要，但由于干涉耦合项为余弦函数，余弦函数的周期性导致解调的任意相位都被限于(-π，π)中,即发生了相位的缠绕，这种相位称为缠绕相位，也称包裹相位或者卷绕相位，与真实的相位之间相差2π的整数倍。因此必须从缠绕的相位中恢复出其真实相位，这一过程称为相位解缠，也称相位恢复、相位补偿、相位解包裹等。目前大多数的干涉型光纤振动传感器仍采用单波长干涉相位解调技术，这种技术的局限性在于相邻两点的光程差变化不能超过波长值的一半，因此需要很高的采样率，这对数据采集系统的要求颇高，特别是在串有成千上万个光纤光栅传感器的长距离分布式光纤振动传感系统中，极大地增加了对相位解调系统的负荷。随后，J.Gass等人提出了合成波长相位解调技术(Gass J,Dakoff A,KimM K.Phase imaging without 2πambiguity by multiwavelength digital holography[J].Optics Letters,2003,28(13):1141-3.)，即利用两种不同波长的激光获得两组干涉信号，求出合成波长的相位信息，由于噪声正比于波长，由合成波长得到的相位噪声比较大。因此，张冰等人在此基础上加以改进(张冰,王葵如,颜玢玢,et al.基于双波长和3×3耦合器的干涉测量相位解卷绕方法[J].光学学报,2018,38(4):224-231.)，使得信噪比水平达到单波长的水平，但是其中的合成波长的测量依然受到传统π相位原则的限制，同样不适用于诸如铁轨、周界安防、光纤水听器等存在超大幅度振动信号测量需求的应用领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置与方法，本发明利用双波长马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer)和3×3耦合器数字相位解调技术，采用双波长回归分析相位解缠原理，从原理上克服了传统相位解缠中的π相位限制原则，来精确跟踪实际强振动信号引起的相位大范围瞬时变化，具有良好的和单波长干涉测量一致的信噪比水平。

为解决上述技术问题，本发明所设计的基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，其特征在于，它包括第一窄带激光器、第二窄带激光器、拉锥波分复用器、一分二均分耦合器、数控可调光延时线、环状压电陶瓷管、三分三耦合器、第一拉锥波分解复用器、第二拉锥波分解复用器、第三拉锥波分解复用器和多通道数据采集卡，其中，环状压电陶瓷管外圈均匀盘绕振动传感光纤，环状压电陶瓷管能在控制信号的驱动下周期性伸缩，第一窄带激光器和第二窄带激光器的激光信号输出端分别向拉锥波分复用器的两个激光信号输入端输送波长为λ₁和λ₂的两路激光信号，拉锥波分复用器的混合光信号输出端连接一分二均分耦合器的信号输入端，一分二均分耦合器的第一相干光束输出端连接数控可调光延时线的输入端，一分二均分耦合器的第二相干光束输出端连接振动传感光纤的一端，数控可调光延时线的输出端连接三分三耦合器的第一输入端，振动传感光纤的另一端连接三分三耦合器第三输入端，三分三耦合器的第二输入端停用，三分三耦合器的第一路干涉光输出端连接第一拉锥波分解复用器的输入端，三分三耦合器的第二路干涉光输出端连接第二拉锥波分解复用器的输入端，三分三耦合器的第三路干涉光输出端连接第三拉锥波分解复用器的输入端；

所述第一拉锥波分解复用器用于对第一路干涉光进行波分解复用得到第一组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第二拉锥波分解复用器用于对第二路干涉光进行波分解复用得到第二组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第三拉锥波分解复用器用于对第三路干涉光进行波分解复用得到第三组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光；

每组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光分别依次进行对应窄带光滤波和光电转换后输送到多通道数据采集卡中，多通道数据采集卡利用双波长回归分析方法对接收到的所有干涉光强电信号进行相位解调得到对应的振动信息。

一种上述装置的光纤振动传感器相位解调方法，它包括如下步骤：

步骤1：第一窄带激光器和第二窄带激光器分别向拉锥波分复用器输送波长为λ₁和λ₂的两路激光信号；

步骤2：拉锥波分复用器将波长为λ₁和λ₂的两路激光信号进行波分复用，输出混合光信号；

步骤3：拉锥波分复用器将混合光输送到一分二均分耦合器，一分二均分耦合器对混合光进行耦合处理，并向数控可调光延时线输送第一相干光束，向振动传感光纤输送第二相干光束；

同时，环状压电陶瓷管在控制信号的驱动下周期性伸缩；

步骤4：所述数控可调光延时线调节第一相干光束中参考干涉臂的臂长，使第一相干光束中参考干涉臂的臂长等于振动传感光纤中第二相干光束中信号干涉臂的臂长；

步骤5：所述三分三耦合器将数控可调光延时线输出的第一相干光束和振动传感光纤输出的第二相干光束进行干涉，形成双光束干涉光，三分三耦合器将双光束干涉光进行分光处理，输出具有预设相位差的三路干涉光；

步骤6：所述第一拉锥波分解复用器对第一路干涉光进行波分解复用得到第一组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第二拉锥波分解复用器用于对第二路干涉光进行波分解复用得到第二组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第三拉锥波分解复用器用于对第三路干涉光进行波分解复用得到第三组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光；

步骤7：每组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光分别依次进行对应窄带光滤波和光电转换后输送到多通道数据采集卡中，多通道数据采集卡利用双波长回归分析方法对接收到的所有干涉光强电信号进行相位解调得到对应的振动信息。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

1、本发明在干涉系统的参考臂中加入了数控可调光延时线，利用基于“白光”干涉原理的臂长差控制技术，将干涉仪臂长差控制在了0.06mm以内，减小了由不等臂干涉仪引入的冗余相位噪声，同时，也提高了后续的双波长回归分析相位解调的相位精度；

2、本发明采用现代数字化相位解调技术，较传统的硬件解调技术而言，此方法具有结构更加简单，运算量更小，动态范围更大等优点。同时，考虑到3×3三分三耦合器在双波长下的非完全对称性、光源输出功率不稳定、光电探测器工作效率不一致、光路中元件耦合损失等因素造成的3×3三分三耦合器相位解调精度，本发明采用基于最小二乘的李萨如椭圆拟合方法实现3×3三分三耦合器在双波长下的输出相位特性参数估计，3×3三分三耦合器的耦合输出相位差精度控制在0.2°以内；

3、本发明利用了双波长回归分析相位解缠原理，较传统的单波长或者合成波长解调技术而言，此方法具有更大的测量范围，同时降低了对数据采集系统采样率的要求。因此，可以将本发明所述振动传感器更好地适用于铁轨、周界安防、光纤水听器等存在超大幅度振动信号测量需求的应用领域。

附图说明

图1为本发明中基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调方法的具体实施步骤流程图；

图2为本发明结合相位解调方法和装置实现的优于单波长和合成波长技术的相位解调信号对比图；

其中，1—第一窄带激光器、2—第二窄带激光器、3—第一光隔离器、4—第二光隔离器、5—拉锥波分复用器、6—一分二均分耦合器、7—数控可调光延时线、8—任意波形发生器、9—功率放大器、10—环状压电陶瓷管、11—振动传感光纤、12—三分三耦合器、13—第一拉锥波分解复用器、14—第二拉锥波分解复用器、15—第三拉锥波分解复用器、16—第一窄带光滤波、17—第二窄带光滤波、18—光电探测器、19—多通道数据采集卡。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

本发明所设计的一种基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，如图1所示，它包括第一窄带激光器1、第二窄带激光器2、拉锥波分复用器5、一分二均分耦合器6(1×2耦合器)、数控可调光延时线7、环状压电陶瓷管10、三分三耦合器12(3×3耦合器)、第一拉锥波分解复用器13、第二拉锥波分解复用器14、第三拉锥波分解复用器15和多通道数据采集卡19，其中，环状压电陶瓷管10外圈均匀盘绕振动传感光纤11，环状压电陶瓷管10能在控制信号的驱动下周期性伸缩，第一窄带激光器1和第二窄带激光器2的激光信号输出端分别向拉锥波分复用器5的两个激光信号输入端输送波长为λ₁和λ₂的两路激光信号，拉锥波分复用器5的混合光信号输出端连接一分二均分耦合器6的信号输入端，一分二均分耦合器6的第一相干光束输出端连接数控可调光延时线7的输入端，一分二均分耦合器6的第二相干光束输出端连接振动传感光纤11的一端，数控可调光延时线7的输出端连接三分三耦合器12的第一输入端，振动传感光纤11的另一端连接三分三耦合器12第三输入端，三分三耦合器12的第二输入端停用，三分三耦合器12的第一路干涉光输出端连接第一拉锥波分解复用器13的输入端，三分三耦合器12的第二路干涉光输出端连接第二拉锥波分解复用器14的输入端，三分三耦合器12的第三路干涉光输出端连接第三拉锥波分解复用器15的输入端；

所述第一拉锥波分解复用器13用于对第一路干涉光进行波分解复用得到第一组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第二拉锥波分解复用器14用于对第二路干涉光进行波分解复用得到第二组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第三拉锥波分解复用器15用于对第三路干涉光进行波分解复用得到第三组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光；

每组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光分别依次进行对应窄带光滤波和光电转换后输送到多通道数据采集卡19中，多通道数据采集卡19利用双波长回归分析方法对接收到的所有干涉光强电信号进行相位解调得到对应的振动信息。由光电探测器18进行光电转换。

上述技术方案中，所述数控可调光延时线7用于调节第一相干光束中参考干涉臂的臂长，使第一相干光束中参考干涉臂的臂长等于振动传感光纤11中第二相干光束中信号干涉臂的臂长。利用参考臂上的数控可调光延时线结合“白光”干涉法将干涉臂的臂长差控制在一定精度以内，同时参考臂需进行消敏处理(隔音隔热隔振)。

基于“白光”干涉原理，射入光谱宽度越来越大的宽带激光，则光延时线的可调范围越来越小，从而达到实验要求，实现等臂干涉测量。

上述技术方案中，所述三分三耦合器12用于将数控可调光延时线7输出的第一相干光束和振动传感光纤11输出的第二相干光束进行干涉，形成双光束干涉光，三分三耦合器12还用于将双光束干涉光进行分光处理，输出具有预设相位差的三路干涉光。

上述技术方案中，所述拉锥波分复用器5用于将第一窄带激光器1和第二窄带激光器2输出的两路不同波长的光进行共同传输。

上述技术方案中，它还包括任意波形发生器8和功率放大器9，任意波形发生器8发出模拟驱动信号后，再经功率放大器9功率放大后驱动环状压电陶瓷管10使之周期性伸缩。

上述技术方案中，所述三分三耦合器12的输出相位特性通过李萨如椭圆拟合参数估计法进行标定，使三分三耦合器12能输出具有预设相位差(理想条件下的3*3耦合器能做到120度相位差，系统中的解调参数以实际估计参数为主)的三路干涉输出光。

上述技术方案中，所述λ₁为1310nm，λ₂为1550nm，它还包括第一窄带光滤波16和第二窄带光滤波17，所述第一窄带光滤波16用于进行1310nm的波长滤波，第二窄带光滤波17用于进行1550nm的波长滤波。

上述技术方案中，所述一分二均分耦合器6、数控可调光延时线7、振动传感光纤11和三分三耦合器12构成马赫曾德尔平衡干涉仪。本发明基于“白光”干涉原理的臂长差控制技术将马赫-曾德尔干涉仪的臂长差逐级控制在一定误差范围内，实现干涉仪的等臂干涉测量。

上述技术方案中，它还包括第一光隔离器3和第二光隔离器4，第一窄带激光器1和第二窄带激光器2的激光信号输出端与拉锥波分复用器5的两个激光信号输入端之间分别设置第一光隔离器3和第二光隔离器4。

光纤振动传感器相位解调装置工作时，将波长为λ₁和λ₂的两个波长的激光经过光隔离器后再经波分复用器混合入射到干涉仪中，再通过信号臂上的压电陶瓷(PZT)相移器的周期性变化产生大幅振动(相移)，将三分三耦合器输出的三路干涉光强信号分别经过波分解复用器和窄带光滤波器，再经过探测器光电转换、放大与低通滤波后，得到六路干涉输出光强电信号I₁，I₂，I₃，I₄，I₅，I₆；

不同波长下，三分三耦合器的输出相位特性有明显差异，因此首先需要对三分三耦合器的输出相位特性进行参数估计，来实现对步骤二中六路干涉信号的相位解调，得到干涉型光纤振动传感系统同一振动信号在两个不同波长下引起的相位变化θ_1w(n)和θ_2w(n)，即本发明所述的相位解缠的初始相位；

对上述初始相位进行回归分析，对发生缠绕的相位进行补偿，得到所述光纤振动传感器所测量的真实的相位值。

利用双波长回归分析方法对接收到的所有干涉光强电信号进行相位解调得到对应的振动信息的具体过程如下：

首先，同一振动信号在波长分别为λ₁和λ₂的激光下的数字相位变化分别为：

其中，d(n)为信号臂和参考臂之间的光程差，θ_1w(n)和θ_2w(n)为同一振动信号在两个不同波长下引起的相位变化，θ₁(n)和θ₂(n)为同一振动信号在波长分别为λ₁和λ₂的激光下的数字相位变化，k₁(n)和k₂(n)分别表示n时刻下λ₁和λ₂两个波长的相位缠绕整数。

将公式(1)(2)联立，可得：

从上式中，我们可以得到k₁(n)和k₂(n)之间的关系式：

因为上式中k₁(n)和k₂(n)在实际的相位解缠中均为整数类型，于是定义回归误差e[k₂(n)]：

e[k₂(n)]＝{k₁(n)-round[k₁(n)]}²， (5)

其中，round[k₁(n)]表示k₁(n)的四舍五入取整。

对回归误差e[k₂(n)]，在每个时刻，都可以获得最优的最小二乘解，即真实的相位解。同时，为了提高系统的解调速度，可以在k₁(n-1)附近对k₁(n)进行算法寻优，k₁(n)和k₁(n-1)分别表示第n时刻和第n-1时刻的k₁值(相位缠绕整数)，这在一些静态解调或者微振动状态时解调效果更佳。

一种上述装置的光纤振动传感器相位解调方法，它包括如下步骤：

步骤1：第一窄带激光器1和第二窄带激光器2分别向拉锥波分复用器5输送波长为λ₁和λ₂的两路激光信号；

步骤2：拉锥波分复用器5将波长为λ₁和λ₂的两路激光信号进行波分复用，输出混合光信号；

步骤3：拉锥波分复用器5将混合光输送到一分二均分耦合器6，一分二均分耦合器6对混合光进行耦合处理(将混合光分别成强度相等的两束相干光束)，并向数控可调光延时线7输送第一相干光束，向振动传感光纤11输送第二相干光束；

同时，环状压电陶瓷管10在控制信号的驱动下周期性伸缩；

步骤4：所述数控可调光延时线7调节第一相干光束中参考干涉臂的臂长，使第一相干光束中参考干涉臂的臂长等于振动传感光纤11中第二相干光束中信号干涉臂的臂长；

步骤5：所述三分三耦合器12将数控可调光延时线7输出的第一相干光束和振动传感光纤11输出的第二相干光束进行干涉，形成双光束干涉光，三分三耦合器12将双光束干涉光进行分光处理，输出具有预设相位差的三路干涉光；

步骤6：所述第一拉锥波分解复用器13对第一路干涉光进行波分解复用得到第一组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第二拉锥波分解复用器14用于对第二路干涉光进行波分解复用得到第二组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第三拉锥波分解复用器15用于对第三路干涉光进行波分解复用得到第三组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光；

步骤7：每组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光分别依次进行对应窄带光滤波和光电转换后输送到多通道数据采集卡19中，多通道数据采集卡19利用双波长回归分析方法对接收到的所有干涉光强电信号进行相位解调得到对应的振动信息。

将本发明的实验结果(2λ-LRPU)与现有的单波长(1λ₁、1λ₂)以及合成波长(1Λ)解调技术进行对比，结果如图2所示，图中虚线部分是实际的驱动电信号经过运算后的信号，环状压电陶瓷管(10)的驱动频率为1kHz，多通道高速数据采集卡(28)的采集频率仅为4kHz，从图中可以明显看出，在该采样频率下，只有本发明提出的解决方案成功完成了相位正确解调，这也验证了传统单波长和合成波长对采样率要求过高的推论，进一步体现了本发明在大幅振动相位解调下的优越性和准确性。

本发明解决现有的干涉型光纤振动传感系统相位解调技术动态测量范围受限以及对数据采集系统采样率要求过高的问题，提供一种更加灵活的不受传统的π相位原则限制的相位解调装置与方法，实现低采样率下的大量程光纤振动传感信号解调，使之能够适用于铁轨振动监测、水听器等存在超大幅度振动信号测量需求的应用领域。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，其特征在于，它包括第一窄带激光器(1)、第二窄带激光器(2)、拉锥波分复用器(5)、一分二均分耦合器(6)、数控可调光延时线(7)、环状压电陶瓷管(10)、三分三耦合器(12)、第一拉锥波分解复用器(13)、第二拉锥波分解复用器(14)、第三拉锥波分解复用器(15)和多通道数据采集卡(19)，其中，环状压电陶瓷管(10)外圈均匀盘绕振动传感光纤(11)，环状压电陶瓷管(10)能在控制信号的驱动下周期性伸缩，第一窄带激光器(1)和第二窄带激光器(2)的激光信号输出端分别向拉锥波分复用器(5)的两个激光信号输入端输送波长为λ₁和λ₂的两路激光信号，拉锥波分复用器(5)的混合光信号输出端连接一分二均分耦合器(6)的信号输入端，一分二均分耦合器(6)的第一相干光束输出端连接数控可调光延时线(7)的输入端，一分二均分耦合器(6)的第二相干光束输出端连接振动传感光纤(11)的一端，数控可调光延时线(7)的输出端连接三分三耦合器(12)的第一输入端，振动传感光纤(11)的另一端连接三分三耦合器(12)第三输入端，三分三耦合器(12)的第二输入端停用，三分三耦合器(12)的第一路干涉光输出端连接第一拉锥波分解复用器(13)的输入端，三分三耦合器(12)的第二路干涉光输出端连接第二拉锥波分解复用器(14)的输入端，三分三耦合器(12)的第三路干涉光输出端连接第三拉锥波分解复用器(15)的输入端；

所述第一拉锥波分解复用器(13)用于对第一路干涉光进行波分解复用得到第一组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第二拉锥波分解复用器(14)用于对第二路干涉光进行波分解复用得到第二组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第三拉锥波分解复用器(15)用于对第三路干涉光进行波分解复用得到第三组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光；

每组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光分别依次进行对应窄带光滤波和光电转换后输送到多通道数据采集卡(19)中，多通道数据采集卡(19)利用双波长回归分析方法对接收到的所有干涉光强电信号进行相位解调得到对应的振动信息。

2.根据权利要求1所述的基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，其特征在于：所述数控可调光延时线(7)用于调节第一相干光束中参考干涉臂的臂长，使第一相干光束中参考干涉臂的臂长等于振动传感光纤(11)中第二相干光束中信号干涉臂的臂长。

3.根据权利要求1所述的基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，其特征在于：所述三分三耦合器(12)用于将数控可调光延时线(7)输出的第一相干光束和振动传感光纤(11)输出的第二相干光束进行干涉，形成双光束干涉光，三分三耦合器(12)还用于将双光束干涉光进行分光处理，输出具有预设相位差的三路干涉光。

4.根据权利要求1所述的基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，其特征在于：所述拉锥波分复用器(5)用于将第一窄带激光器(1)和第二窄带激光器(2)输出的两路不同波长的光进行共同传输。

5.根据权利要求1所述的基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，其特征在于：它还包括任意波形发生器(8)和功率放大器(9)，任意波形发生器(8)发出模拟驱动信号后，再经功率放大器(9)功率放大后驱动环状压电陶瓷管(10)使之周期性伸缩。

6.根据权利要求1所述的基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，其特征在于：所述三分三耦合器(12)的输出相位特性通过李萨如椭圆拟合参数估计法进行标定，使三分三耦合器(12)能输出具有预设相位差的三路干涉输出光。

7.根据权利要求1所述的基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，其特征在于：所述λ₁为1310nm，λ₂为1550nm，它还包括第一窄带光滤波(16)和第二窄带光滤波(17)，所述第一窄带光滤波(16)用于进行1310nm的波长滤波，第二窄带光滤波(17)用于进行1550nm的波长滤波。

8.根据权利要求1所述的基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，其特征在于：所述一分二均分耦合器(6)、数控可调光延时线(7)、振动传感光纤(11)和三分三耦合器(12)构成马赫曾德尔平衡干涉仪。

9.根据权利要求1所述的基于双波长回归分析的光纤振动传感器相位解调装置，其特征在于：它还包括第一光隔离器(3)和第二光隔离器(4)，第一窄带激光器(1)和第二窄带激光器(2)的激光信号输出端与拉锥波分复用器(5)的两个激光信号输入端之间分别设置第一光隔离器(3)和第二光隔离器(4)。

10.一种权利要求1所述装置的光纤振动传感器相位解调方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤1：第一窄带激光器(1)和第二窄带激光器(2)分别向拉锥波分复用器(5)输送波长为λ₁和λ₂的两路激光信号；

步骤2：拉锥波分复用器(5)将波长为λ₁和λ₂的两路激光信号进行波分复用，输出混合光信号；

步骤3：拉锥波分复用器(5)将混合光输送到一分二均分耦合器(6)，一分二均分耦合器(6)对混合光进行耦合处理，并向数控可调光延时线(7)输送第一相干光束，向振动传感光纤(11)输送第二相干光束；

同时，环状压电陶瓷管(10)在控制信号的驱动下周期性伸缩；

步骤4：所述数控可调光延时线(7)调节第一相干光束中参考干涉臂的臂长，使第一相干光束中参考干涉臂的臂长等于振动传感光纤(11)中第二相干光束中信号干涉臂的臂长；

步骤5：所述三分三耦合器(12)将数控可调光延时线(7)输出的第一相干光束和振动传感光纤(11)输出的第二相干光束进行干涉，形成双光束干涉光，三分三耦合器(12)将双光束干涉光进行分光处理，输出具有预设相位差的三路干涉光；

步骤6：第一拉锥波分解复用器(13)对第一路干涉光进行波分解复用得到第一组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第二拉锥波分解复用器(14)用于对第二路干涉光进行波分解复用得到第二组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光，第三拉锥波分解复用器(15)用于对第三路干涉光进行波分解复用得到第三组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光；

步骤7：每组波长为λ₁和λ₂的两路干涉光分别依次进行对应窄带光滤波和光电转换后输送到多通道数据采集卡(19)中，多通道数据采集卡(19)利用双波长回归分析方法对接收到的所有干涉光强电信号进行相位解调得到对应的振动信息。