CN115790680A - 测量系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种测量系统，该测量系统包括：第一传感光纤、第二传感光纤和处理模块；获取第一路参考光和第二路参考光、待测传感光纤的第一路探测光和第二路探测光；第一传感光纤接收第一路探测光和第一路参考光，产生第一背向布里渊散射光信号；第二传感光纤接收第二路探测光和第二路参考光，产生第二背向布里渊散射光信号；处理模块判断第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号是否一致，确定待测传感光纤是由温度或应变引起变化。本申请通过设置第一传感光纤、第二传感光纤和处理模块，解决现有技术测量的温度和应变结果不准确且测量速度慢的问题，实现对待测传感光纤各处温度和应变的同时测量，并加快了测量速度。

Description

测量系统

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种测量系统。

背景技术

光纤传感技术兴起于上世纪70年代，它以光为载体、光纤为传感介质，通过测量光参量可获得相关待测物理量。基于BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis，布里渊光时域分析)的光纤传感器是分布式传感器中的一个重要分支。与传统传感器相比，它具有传输距离远、定位精度高、抗干扰能力强等优点，在海缆监测、轨道交通、油气管道、军用事业等领域有着广泛的应用。

现有技术中，将“LEAF光纤”与BOTDA系统相结合，利用LEAF中光纤布里渊增益谱具有多个增益峰，根据每个峰的频移和温度、应变之间的系数不同，来测量温度和应变。

然而，现有技术中单独测量温度和应变，由于存在温度和应变交叉敏感情况，不能有效的区分信号的变化是哪种因素引起的，导致测量的温度和应变结果不准确。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种测量系统，用以解决现有技术中，在单独测量温度或者应变时，由于存在温度和应变交叉敏感情况，导致测量的温度和应变结果不准确且测量速度慢的技术问题。

第一方面，本申请提供一种测量系统，测量系统包括：

第一传感光纤、第二传感光纤和处理模块；其中，第一传感光纤对温度或应变敏感；第二传感光纤对温度或/和应变敏感；

获取第一路参考光和第二路参考光、待测传感光纤的第一路探测光和第二路探测光；

第一传感光纤接收第一路探测光和第一路参考光，产生第一背向布里渊散射光信号；

第二传感光纤接收第二路探测光和第二路参考光，产生第二背向布里渊散射光信号；

处理模块判断第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号是否一致，确定待测传感光纤是由温度或应变引起变化。

进一步地，测量系统还包括：处理模块；

处理模块判断第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号是否一致，确定待测传感光纤是由温度或应变引起变化，具体包括：

当第一传感光纤对温度敏感，且处理模块检测第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号一致，则确定待测传感光纤是由温度引起变化；

当第一传感光纤对温度敏感，且处理模块检测第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号不一致，则确定待测传感光纤是由应变引起变化；

当第一传感光纤对应变敏感，且处理模块检测第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号一致，则确定待测传感光纤是由应变引起变化；

当第一传感光纤对应变敏感，且处理模块检测第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号不一致，则确定待测传感光纤是由温度引起变化。

进一步地，测量系统还包括：激光器、第一耦合器、电光调制模块、滤波模块、第三耦合器；

获取第一路参考光和第二路参考光、待测传感光纤的第一路探测光和第二路探测光，具体包括：

激光器发射连续的窄线宽光源至第一耦合器；

第一耦合器将窄线宽光源按照第一预设比例值分为第一路光信号和第二路光信号；并将第一路光信号输入至电光调制模块；

电光调制模块用于探测光信号移频，并接入待测传感光纤，将传感光纤的输出探测光接入到滤波模块；

滤波模块获得输出探测光中预设的波长并过滤其余波长，并将输出探测光输出至第三耦合器；

第三耦合器将输出探测光按照第二预设比例值分为第一路探测光和第二路探测光，获得待测传感光纤的第一路探测光和第二路探测光。

进一步地，测量系统还包括：脉冲调制模块和第二耦合器；

获取第一路参考光和第二路参考光、待测传感光纤的第一路探测光和第二路探测光，具体还包括：

将第二路光信号输入至脉冲调制模块，脉冲调制模块将第二路光信号进行脉冲调制，并将调制并放大后的脉冲光输出至第二耦合器；

第二耦合器将调制并放大后的脉冲光按照第三预设比例值分为第一路参考光和第二路参考光，获得参考光和第二路参考光。

进一步地，测量系统还包括：第一环形器和第二环形器；

第一环形器设有第一端口、第二端口和第三端口；

第一路参考光输入至第一环形器第一端口，并通过第一环形器第二端口输出至第一传感光纤；

第一路探测光输入至第一传感光纤；

第一传感光纤产生第一背向布里渊散射光信号，并通过第一环形器第三端口输出至处理模块；

第二环形器设有第一端口、第二端口和第三端口；

第二路参考光输入至第二环形器第一端口，并通过第二环形器第二端口输出至第二传感光纤；

第二路探测光输入至第二传感光纤；

第二传感光纤产生第二背向布里渊散射光信号，并通过第二环形器第三端口输出至处理模块。

进一步地，处理模块具体包括：光电差分模块和数据处理模块；

当光电差分模块检测到第一环形器第三端口输出信息和第二环形器第三端口输出信息一致，则确定温度或应变造成待测传感光纤的变化；

当光电差分模块检测到第一环形器第三端口输出信息和第二环形器第三端口输出信息不一致，则确定应变或温度造成待测传感光纤的变化；

数据处理模块根据光电差分模块的输出结果和布里渊频移量与应变和温度的关系，确定待测传感光纤各处温度与应力的分布情况。

进一步地，光电差分模块具体包括：

第一雪崩光电二极管、第二雪崩光电二极管和放大器；其中，第一雪崩光电二极管和第二雪崩光电二极管极性相反；用于对光信号的差分处理；

第一雪崩光电二极管接收第一环形器第三端口第一输出光信号；第二雪崩光电二极管接收第二环形器第三端口第二输出光信号；

放大器接收差分后的第一输出光信号和第二输出光信号，并将差分后的第一输出光信号和第二输出光信号进行放大。

进一步地，脉冲调制模块具体包括：声光调制器、第一掺铒光纤放大器和扰偏器；

声光调制器接收第二路光信号；并将第二路光信号调制为脉冲光信号；

第一掺铒光纤放大器对脉冲光信号进行功率放大，获得放大后的脉冲光信号；

扰偏器用于将放大后的脉冲光信号进行校正，获得校正后的脉冲光信号。

进一步地，电光调制模块具体包括：

电光调制器和第二掺铒光纤放大器；

电光调制器接入第一路光信号，对第一路光信号进行周期性调制光频率，获得调制后的光信号；

第二掺铒光纤放大器对调制后的光信号进行功率放大，获得放大后的光信号。

进一步地，第一传感光纤包括松套传感光纤，第二传感光纤包括紧套传感光纤。

本申请提供一种测量系统，该测量系统包括：第一传感光纤、第二传感光纤和处理模块；其中，第一传感光纤对温度或应变敏感；第二传感光纤对温度或/和应变敏感；获取第一路参考光和第二路参考光、待测传感光纤的第一路探测光和第二路探测光；第一传感光纤接收第一路探测光和第一路参考光，产生第一背向布里渊散射光信号；第二传感光纤接收第二路探测光和第二路参考光，产生第二背向布里渊散射光信号；处理模块判断第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号是否一致，确定待测传感光纤是由温度或应变引起变化。本申请通过设置第一传感光纤和第二传感光纤，识别出待测传感光纤是由何种变量引起，并利用处理模块确定待测传感光纤各处温度与应力的分布情况。解决现有技术在测量温度或者应变时，由于存在温度和应变交叉敏感情况，导致测量的温度和应变结果不准确且测量速度慢的问题，实现对待测传感光纤各处温度和应变的同时测量，并加快了测量速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种测量系统的示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种测量系统的示意图。

附图标号说明：

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

光纤传感技术兴起于上世纪70年代，它以光为载体、光纤为传感介质，通过测量光参量可获得相关待测物理量。基于BOTDA(Brillouin Optical Time Domain Analysis，布里渊光时域分析)的光纤传感器是分布式传感器中的一个重要分支。与传统传感器相比，它具有传输距离远、定位精度高、抗干扰能力强等优点，在海缆监测、轨道交通、油气管道、军用事业等领域有着广泛的应用。

现有技术中，将“LEAF光纤”与BOTDA系统相结合，利用LEAF中光纤布里渊增益谱具有多个增益峰，根据每个峰的频移和温度、应变之间的系数不同，来测量温度和应变。

然而，现有技术中单独测量温度和应变，由于存在温度和应变交叉敏感情况，不能有效的区分信号的变化是哪种因素引起的，导致测量的温度和应变结果不准确。

针对上述问题，本申请实施例提供一种测量系统，旨在解决现有技术中，在单独测量温度或者应变时，由于存在温度和应变交叉敏感情况，导致测量的温度和应变结果不准确且测量速度慢的技术问题。本申请的技术构思是：通过设置第一传感光纤、第二传感光纤和处理模块，由于第一传感光纤对温度或应变敏感；第二传感光纤对温度或/和应变敏感，处理模块判断第一传感光纤和第二传感光纤产生的第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号是否一致，确定待测传感光纤是由温度或应变引起变化。解决现有技术在测量温度或者应变时，由于存在温度和应变交叉敏感情况，导致测量的温度和应变结果不准确且测量速度慢的问题，实现对待测传感光纤各处温度和应变的同时测量，并加快了测量速度。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例一提供的测量系统。如图1所示，本实施例提供的测量系统10包括激光器101、第一耦合器102、电光调制模块103、脉冲调制模块104、第二耦合器105、第一环形器106、第二环形器107、第一传感光纤108、第二传感光纤109、第三耦合器110、滤波模块111和处理模块112。

其中，激光器101用于发射连续的光源；由于半导体激光器具有能量转换效率高、易于进行高速电流调制、超小型化、结构简单、使用寿命才长等突出特点，本实施例中选用半导体激光器。半导体激光器波长覆盖范围为紫外至红外波段(300nm～十几微米)，其中1.3um与1.55um为光纤传输的两个窗口，半导体激光器应用在Gb局域网领域。还可选择的是数字激光器，数字激光器将其中一个反射镜换成了“空间光调制器”。“空间光调制器”如同一个可反光的微型液晶显示屏，“只需通过电脑向显示屏输入特定图像就能得到所需要的激光模式。

第一耦合器102用于将光源按照一定的比例分为两路光；本实施例中，可选择光电耦合器，光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。光电耦合器由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管。耦合器是从无线信号主干通道中提取出一小部分信号的射频器件，不同的是耦合器是不等功率的分配器件。耦合器与功分器搭配使用，主要为了达到一个目标—使信号源的发射功率能够尽量平均分配到下一个接收器，使每个接收器的发射功率基本相同。

电光调制模块103用于将连续探测光信号移频，集成了电光强度调制器和偏置点控制电路，偏置点控制电路采用外加抖动的方式解决了电光强度调制器调制性能受外界环境影响的问题，保证了电光调制器能后长期稳定地工作。

脉冲调制模块104一种使用半导体光放大器(SOA)作为核心转换器件，实现超窄脉宽光脉冲产生的脉冲调制模块，其上升时间快、脉冲消光比高、稳定性好、使用方便的特点，使其成为各种光纤传感系统中替代电光和声光调制器的理想选择。

第二耦合器105用于将光源按照一定的比例分为两路光；本实施例中，可选择光电耦合器，光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。光电耦合器由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管。耦合器是从无线信号主干通道中提取出一小部分信号的射频器件，不同的是耦合器是不等功率的分配器件。耦合器与功分器搭配使用，主要为了达到一个目标—使信号源的发射功率能够尽量平均分配到下一个接收器，使每个接收器的发射功率基本相同。

滤波模块111用于选择性获取光信号中的特定波长，并将滤波后的光信号传输到第三耦合器110。

第三耦合器1110用于将光源按照一定的比例分为两路光；本实施例中，可选择光电耦合器，光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件。光电耦合器由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管。耦合器是从无线信号主干通道中提取出一小部分信号的射频器件，不同的是耦合器是不等功率的分配器件。耦合器与功分器搭配使用，主要为了达到一个目标—使信号源的发射功率能够尽量平均分配到下一个接收器，使每个接收器的发射功率基本相同。

第一环形器106用于光信号的单向传输，第一环形器106是将进入第一环形器106任一端口的入射波，按照由静偏磁场确定的方向顺序传入下一个端口的多端口。是有数个端的非可逆器件，其特点为能够单向传输高频信号能量。

第二环形器107用于光信号的单向传输，第二环形器107是将进入第二环形器107任一端口的入射波，按照由静偏磁场确定的方向顺序传入下一个端口的多端口。是有数个端的非可逆器件，其特点为能够单向传输高频信号能量。

第一传感光纤108用于测量温度将光信号经光学纤维感知传递，转换成待测的物理量。

第二传感光纤109用于测量温度和应变，将光信号经光学纤维感知传递，转换成待测的物理量。

处理模块112用于对光信号进行处理，进而确定待测传感光纤的变化是由温度还是应变引起。

在上述技术方案中，通过设置第一传感光纤108、第二传感光纤109和处理模块112，解决现有技术在测量温度或者应变时，由于存在温度和应变交叉敏感情况，导致测量的温度和应变结果不准确且测量速度慢的问题，实现对待测传感光纤各处温度和应变的同时测量，并加快了测量速度。

实施例二

图2为本申请实施例二提供的测量系统。如图2所示，本实施例提供的测量系统10包括激光器101、第一耦合器102、电光调制器1031、第一掺铒光纤放大器1032、声光调制器1041、第二掺铒光纤放大器1042、扰偏器1043、第二耦合器105、第一环形器106、第二环形器107、松套传感光纤1081、紧套传感光纤1091、第三耦合器110、滤波模块111、光电差分模块1121、第一雪崩光电二极管11211、第二雪崩光电二极管11212、放大器11213和数据处理模块1122。

其中，激光器101用于发射连续的窄线宽光源，并将连续的窄线宽光源送到第一耦合器102；由于半导体激光器具有能量转换效率高、易于进行高速电流调制、超小型化、结构简单、使用寿命才长等突出特点，本实施例中选用半导体激光器。半导体激光器波长覆盖范围为紫外至红外波段(300nm～十几微米)，其中1.3um与1.55um为光纤传输的两个窗口，半导体激光器应用在Gb局域网领域。还可选择的是数字激光器，数字激光器将其中一个反射镜换成了“空间光调制器”。“空间光调制器”如同一个可反光的微型液晶显示屏，“只需通过电脑向显示屏输入特定图像就能得到所需要的窄线宽光源。

第一耦合器102用于接收激光器101发送的窄线宽光源，并将窄线宽光源按照1:1比例分为两路光，第一路光信号作为探测光输出至电光调制模块103，第二路光信号作为本征光输出至脉冲调制模块104；本实施例中，可选择光电耦合器作为第一耦合器102，第一耦合器102由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管。第一耦合器102是从激光器101发送的窄线宽光源中提取出一小部分信号的射频器件，第一耦合器102为使激光器101发送的窄线宽光源的发射功率能够平均分配到电光调制模块103和脉冲调制模块104，使电光调制模块103和脉冲调制模块104的功率相同。

电光调制模块103用于将第一耦合器102产生的第一路参考光信号移频，并将移频后的光信号传输至待测传感光纤20，电光调制模块103集成了电光调制器1031和第一掺铒光纤放大器1032，电光调制器1031把电压加到电光晶体上引起电光晶体的光波特性变化，实现第一路参考光信号的相位、幅度、强度以及偏振状态的调制。电光调制器1031接入第一耦合器102产生的第一路参考光信号，并对第一耦合器102产生的第一路参考光信号移频为约等于布里渊频移的泵浦光脉冲，再将移频后的光信号通过第一掺铒光纤放大器1032对其进行功率放大，并传输至待测传感光纤20。其中，第一掺铒光纤放大器1032用于功率放大器，处于电光调制器1031之后，用于对合波以后的多个波长信号进行功率提升，然后再进行传输，由于合波后的信号功率一般都比较大，所以，对一功率放大器的噪声指数、增益要求并不是很高，但要求放大后，有比较大的输出功率。

脉冲调制模块104用于对第一耦合器102产生的第二路参考光信号进行脉冲调制以实现分布式测量，并将调制并放大后的脉冲光输出至第二耦合器105。脉冲调制模块104集成了声光调制器1041、第二掺铒光纤放大器1042和扰偏器1043，声光调制器1041接收第二路光信号，并将第二路光信号调制为脉冲光信号，其中，声光调制器1041通过控制激光束强度变化，实现将第二路光信号调制为脉冲光信号；再将脉冲光信号通过第二掺铒光纤放大器1042进行功率放大，其中，第二掺铒光纤放大器1042用于功率放大器，处于电光调制器1031之后，用于对合波以后的多个波长信号进行功率提升，然后再进行传输，由于合波后的信号功率一般都比较大，所以，对一功率放大器的噪声指数、增益要求并不是很高，但要求放大后，有比较大的输出功率；再将功率放大后的脉冲光接入扰偏器1043，可选择NOPS系列高速扰偏器作为扰偏器1043，NOPS系列高速扰偏器是基于波盘快速相位延迟功能的一种扰偏器。

第二耦合器105用于接收脉冲调制模块104发送的调制后的脉冲光，并将调制后的脉冲光按照1:1比例分为两路光，第一路参考光信号输出至第一环形器106的第一端口，第二路参考光信号输出至第二环形器107第一端口；本实施例中，可选择光电耦合器作为第二耦合器105，第二耦合器105由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管。第二耦合器105是从脉冲调制模块104发送的调制后的脉冲光中提取出一小部分信号的射频器件，第二耦合器105为使脉冲调制模块104发送的调制后的脉冲光的发射功率能够平均分配到第一环形器106和第二环形器107，使第一环形器106和第二环形器107的功率相同。

滤波模块111用于选择性获取待测传感光纤20输出的光信号中的特定波长待测传感光纤20，并将滤波后的探测光信号传输到第三耦合器110。

第三耦合器110用于接收滤波模块111发送的滤波后的探测光信号，并将滤波后的探测光信号按照1:1比例分为两路光，第一路探测光信号输出至第一传感光纤108，第二路探测光信号输出至第二传感光纤109；本实施例中，可选择光电耦合器作为第三耦合器110，第三耦合器110由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管。具体表现为，第三耦合器110是从滤波模块111发送的滤波后的探测光信号中提取出一小部分信号的射频器件，第三耦合器110为使滤波模块111发送的滤波后的探测光信号的发射功率能够平均分配到第一传感光纤108和第二传感光纤109，使第一传感光纤108和第二传感光纤109的功率相同。

第一环形器106设有第一端口、第二端口和第三端口；第一环形器106的第一端口接入第二耦合器105发送的第一路参考光，再通过静偏磁场将第一环形器106的第一端口的第一路参考光传入第一环形器106的第二端口，并输出到第一传感光纤108。

第二环形器107设有第一端口、第二端口和第三端口；第二环形器107的第一端口接入第二耦合器105发送的第二路参考光，再通过静偏磁场将第二环形器107的第一端口的第一路参考光传入第二环形器107的第二端口，并输出到第二传感光纤109。

第一传感光纤108对第一传感光纤对温度或应变敏感，用于测量温度或应变，具体实施为，第一传感光纤108接收第三耦合器110传输的第一路探测光和第一环形器106第二端口的输出参考光，并产生第一背向布里渊散射光。并将第一背向布里渊散射光传输到第一环形器106的第三端口。第一传感光纤108可以是松套传感光纤1081。

第二传感光纤109对第二传感光纤对温度或/和应变敏感，用于测量温度或/和应变，具体实施为，第二传感光纤109接收第三耦合器110传输的第二路探测光和第二环形器107第二端口的输出参考光，并产生第二背向布里渊散射光。并将第二背向布里渊散射光传输到第二环形器106的第三端口。第二传感光纤108可以是紧套传感光纤1091。

处理模块112集成了光电差分模块1121和数据处理模块1122，光电差分模块1121集成了第一雪崩光电二极管11211、第二雪崩光电二极管11212和放大器11213，其中，第一雪崩光电二极管和第二雪崩光电二极管极性相反；第一雪崩光电二极管11211接收第一环形器106第三端口输出的第一背向布里渊散射光；第二雪崩光电二极管接收第二环形器107第三端口输出的第二背向布里渊散射光；并对第一背向布里渊散射光和第一背向布里渊散射光进行差分处理，以抑制零点漂移、去除共模噪声；当第一传感光纤对温度敏感，且光电差分模块1121检测第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号一致，则确定待测传感光纤是由温度引起变化；当第一传感光纤对温度敏感，且光电差分模块1121检测第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号不一致，则确定待测传感光纤是由应变引起变化；当第一传感光纤对应变敏感，且光电差分模块1121检测第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号一致，则确定待测传感光纤是由应变引起变化；当第一传感光纤对应变敏感，且光电差分模块1121检测第一背向布里渊散射光信号和第二背向布里渊散射光信号不一致，则确定待测传感光纤是由温度引起变化。在光电差分模块1121识别出待测传感光纤20是由何种变量引起，并将差分处理后的光信号经过放大器11213进行放大并转化成电信号并输出至数据处理模块1122，数据处理模块1122根据布里渊频移与温度、应变的线性关系，从而确定待测传感光纤20各处温度与应力的分布情况。

在上述技术方案中，通过设置紧套传感光纤1091、松套传感光纤1081和光电差分模块1121识别出待测传感光纤20是由何种变量引起，并利用数据处理模块1122确定待测传感光纤20各处温度与应力的分布情况。解决现有技术在测量温度或者应变时，由于存在温度和应变交叉敏感情况，导致测量的温度和应变结果不准确且测量速度慢的问题，实现对待测传感光纤各处温度和应变的同时测量，并加快了测量速度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种测量系统，其特征在于，所述测量系统包括：

第一传感光纤、第二传感光纤和处理模块；其中，所述第一传感光纤对温度或应变敏感；所述第二传感光纤对温度或/和应变敏感；

获取第一路参考光和第二路参考光、待测传感光纤的第一路探测光和第二路探测光；

所述第一传感光纤接收所述第一路探测光和所述第一路参考光，产生第一背向布里渊散射光信号；

所述第二传感光纤接收所述第二路探测光和所述第二路参考光，产生第二背向布里渊散射光信号；

所述处理模块判断所述第一背向布里渊散射光信号和所述第二背向布里渊散射光信号是否一致，确定所述待测传感光纤是由温度或应变引起变化。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括：处理模块；

所述处理模块判断所述第一背向布里渊散射光信号和所述第二背向布里渊散射光信号是否一致，确定所述待测传感光纤是由温度或应变引起变化，具体包括：

当第一传感光纤对温度敏感，且所述处理模块检测所述第一背向布里渊散射光信号和所述第二背向布里渊散射光信号一致，则确定所述待测传感光纤是由温度引起变化；

当第一传感光纤对温度敏感，且所述处理模块检测所述第一背向布里渊散射光信号和所述第二背向布里渊散射光信号不一致，则确定所述待测传感光纤是由应变引起变化；

当第一传感光纤对应变敏感，且所述处理模块检测所述第一背向布里渊散射光信号和所述第二背向布里渊散射光信号一致，则确定所述待测传感光纤是由应变引起变化；

当第一传感光纤对应变敏感，且所述处理模块检测所述第一背向布里渊散射光信号和所述第二背向布里渊散射光信号不一致，则确定所述待测传感光纤是由温度引起变化。

3.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括：激光器、第一耦合器、电光调制模块、滤波模块、第三耦合器；

获取第一路参考光和第二路参考光、待测传感光纤的第一路探测光和第二路探测光，具体包括：

所述激光器发射连续的窄线宽光源至所述第一耦合器；

所述第一耦合器将所述窄线宽光源按照第一预设比例值分为第一路光信号和第二路光信号；并将第一路光信号输入至所述电光调制模块；

所述电光调制模块用于探测光信号移频，并接入待测传感光纤，将传感光纤的输出探测光接入到所述滤波模块；

所述滤波模块获得所述输出探测光中预设的波长并过滤其余波长，并将所述输出探测光输出至所述第三耦合器；

所述第三耦合器将所述输出探测光按照第二预设比例值分为第一路探测光和第二路探测光，获得所述待测传感光纤的第一路探测光和所述第二路探测光。

4.根据权利要求3所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括：脉冲调制模块和第二耦合器；

获取第一路参考光和第二路参考光、待测传感光纤的第一路探测光和第二路探测光，具体还包括：

将第二路光信号输入至所述脉冲调制模块，所述脉冲调制模块将所述第二路光信号进行脉冲调制，并将调制并放大后的脉冲光输出至第二耦合器；

所述第二耦合器将所述调制并放大后的脉冲光按照第三预设比例值分为第一路参考光和第二路参考光，获得所述参考光和所述第二路参考光。

5.根据权利要求4所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括：第一环形器和第二环形器；

所述第一环形器设有第一端口、第二端口和第三端口；

所述第一路参考光输入至所述第一环形器第一端口，并通过所述第一环形器第二端口输出至所述第一传感光纤；

所述第一路探测光输入至所述第一传感光纤；

所述第一传感光纤产生所述第一背向布里渊散射光信号，并通过所述第一环形器第三端口输出至所述处理模块；

所述第二环形器设有第一端口、第二端口和第三端口；

所述第二路参考光输入至所述第二环形器第一端口，并通过所述第二环形器第二端口输出至所述第二传感光纤；

所述第二路探测光输入至所述第二传感光纤；

所述第二传感光纤产生所述第二背向布里渊散射光信号，并通过所述第二环形器第三端口输出至所述处理模块。

6.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述处理模块具体包括：光电差分模块和数据处理模块；

当所述光电差分模块检测到第一环形器第三端口输出信息和第二环形器第三端口输出信息一致，则确定温度或应变造成待测传感光纤的变化；

当所述光电差分模块检测到第一环形器第三端口输出信息和第二环形器第三端口输出信息不一致，则确定应变或温度造成所述待测传感光纤的变化；

所述数据处理模块根据所述光电差分模块的输出结果和布里渊频移量与应变和温度的关系，确定所述待测传感光纤各处温度与应力的分布情况。

7.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述光电差分模块具体包括：

第一雪崩光电二极管、第二雪崩光电二极管和放大器；其中，所述第一雪崩光电二极管和第二雪崩光电二极管极性相反；用于对光信号的差分处理；

所述第一雪崩光电二极管接收所述第一环形器第三端口第一输出光信号；所述第二雪崩光电二极管接收所述第二环形器第三端口第二输出光信号；

所述放大器接收差分后的所述第一输出光信号和所述第二输出光信号，并将所述差分后的所述第一输出光信号和所述第二输出光信号进行放大。

8.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，脉冲调制模块具体包括：声光调制器、第一掺铒光纤放大器和扰偏器；

所述声光调制器接收第二路光信号；并将所述第二路光信号调制为脉冲光信号；

所述第一掺铒光纤放大器对所述脉冲光信号进行功率放大，获得放大后的脉冲光信号；

所述扰偏器用于消除偏振相关损耗对系统性能的影响，提升系统信号的稳定性。

9.根据权利要求8所述的测量系统，其特征在于，电光调制模块具体包括：

电光调制器和第二掺铒光纤放大器；

所述电光调制器接入第一路光信号，对所述第一路光信号进行周期性调制光频率，获得调制后的光信号；

所述第二掺铒光纤放大器对所述调制后的光信号进行功率放大，获得放大后的光信号。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的测量系统，其特征在于，所述第一传感光纤包括：松套传感光纤，所述第二传感光纤包括：紧套传感光纤。

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