CN116073900A - 一种分布式光纤声波传感系统及盲区消除检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种分布式光纤声波传感系统及盲区消除检测方法，涉及光通信技术领域。该传感系统通过信号发送装置向声光调制器组件发送时延不同的等间隔电脉冲信号，将第二光纤耦合器的多路连续光调制为时延不同、频率不同的多路光脉冲信号，多路光脉冲信号通过第三光纤耦合器合成为一个多频率光脉冲序列探测信号；以所述脉冲信号的基带频率作为中心频率进行数字带通滤波并获得主要散射信号；以所述基带频率的临近频率作为中心频率进行数字带通滤波获得次要散射信号，进行多个信号组分的相位解调。该传感系统可以实现减少探测盲区，提高振动信号探测准确性的技术效果。

Description

一种分布式光纤声波传感系统及盲区消除检测方法

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，具体而言，涉及一种分布式光纤声波传感系统及盲区消除检测方法。

背景技术

目前，在过去的二十年中，分布式光纤振动传感技术发展迅速。分布式光纤振动传感器包括干涉型传感器和背向散射型传感器。光纤中瑞利散射的形成主要来源于光纤制作过程中由于各种原因形成的材料密度和折射率非均匀性。基于干涉技术的光纤分布式传感器主要基于外界扰动信号对光纤中光波传输的相位调制特性，通过解调返回光波信号的相位信息变化实现对外界扰动信号的传感和检测。传统上光时域反射计（OTDR，OpticalTime-Domain Reflectometry）即通过测量背向瑞利散射信号得到光纤上散射信号的强弱分布，从而对通信系统中光缆异常损耗、弯折、断裂等故障信息进行有效定位测量。基于相位敏感光时域反射计（Phase-sensitive OTDR）的分布式光纤传感系统，其同时具有干涉型振动传感器的高灵敏度和光时域反射计技术的分布式传感及组网能力，因此成为目前最适合进行动态振动测量的光纤分布式传感解决方案。但是相位敏感光时域反射计技术在信号解调过程中，由于使用了相干性强的窄线宽信号，在信号光与本振光相干过程中，容易出现局域光强较弱的情况，即衰落噪声。这种衰落噪声会使得光纤局部位置出现相位解调错误的情况，形成探测盲区。同时，随着传输距离的增长，瑞利散射光强逐渐减弱，出现衰落噪声的概率也逐渐增加，影响长距离探测的性能。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种分布式光纤声波传感系统及盲区消除检测方法，可以实现减少探测盲区，提高振动信号探测准确性的技术效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种分布式光纤声波传感系统，包括连续激光器、光纤耦合器组件、声光调制器组件、信号发送装置、光环形器、光电平衡探测器和信号处理装置；

所述光纤耦合器组包括第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器和第四光纤耦合器，所述连续激光器与第一光纤耦合器的输入端连接，所述第一光纤耦合器的输出端分别连接所述第二光纤耦合器的入端、所述第四光纤耦合器的输入端；

所述第二光纤耦合器的输出端分别连接所述声光调制器组件的光输入端，所述声光调制器组件的光输出端连接所述第三光纤耦合器的输入端，所述信号发送装置连接所述声光调制器组件的电输入端，通过所述信号发送装置向所述声光调制器组件发送时延不同的等间隔电脉冲信号，将所述第二光纤耦合器的多路连续光调制为时延不同、频率不同的多路光脉冲信号，所述多路光脉冲信号通过所述第三光纤耦合器合成为一个多频率光脉冲序列探测信号；

所述第三光纤耦合器的输出端连接所述光环形器的第一端口，所述光环形器的第二端口连接待测光纤，所述光环形器的第三端口、所述第四光纤耦合器、所述光电平衡探测器、所述信号处理装置依次连接，所述多频率光脉冲序列探测信号从所述光环形器的第二端口输出、进入到所述待测光纤，在所述待测光纤的沿线各处产生背向传输的瑞利散射信号；所述瑞利散射信号通过所述待测光纤回传进入所述光环形器的第二端口，从所述光环形器的第三端口输出，依次进入所述第四光纤耦合器、所述光电平衡探测器、所述信号处理装置。

在上述实现过程中，该分布式光纤声波传感系统通过声光调制器组件中的声光调制器对探测光进行调制，得到多个频率组分的探测信号，可以有效降低因为单一信号局部光强太小而产生的衰落噪声、从而降低探测盲区问题出现的概率，即通过信号叠加的方式降低局部信号强度过低的概率，从而大大减少探测盲区；从而，该分布式光纤声波传感系统可以实现减少探测盲区，提高振动信号探测准确性的技术效果。

进一步地，所述系统还包括第一光纤放大器和第一光滤波器，所述第三光纤耦合器的输出端、所述第一光纤放大器、所述第一光滤波器、所述光环形器的第一端口依次连接。

进一步地，所述系统还包括第二光纤放大器和第二光滤波器，所述光环形器的第三端口、所述第二光纤放大器、所述第二光滤波器、所述第四光纤耦合器的输入端依次连接。

进一步地，所述第一光纤放大器、所述第二光纤放大器均为掺铒光纤放大器。

进一步地，所述声光调制器组件包括多个声光调制器，且所述多个声光调制器的中心频率各不相同。

进一步地，所述瑞利散射信号进入所述第四光纤耦合器的一个输入端，所述连续激光器的系统本征光信号进入所述第四光纤耦合器的另一个输入端；所述瑞利散射信号与所述系统本征光信号发生干涉后，获得两束相位相反的相干信号光；所述相干信号光经过所述光电平衡探测器转化为电信号，所述电信号由所述信号处理装置进行采集和处理。

进一步地，所述连续激光器为窄线宽连续激光器。

第二方面，本申请实施例提供了一种分布式光纤声波传感的盲区消除检测方法，应用于第一方面任一项所述的分布式光纤声波传感系统，所述检测方法包括：

通过所述信号处理装置处理所述电信号并对所述电信号进行滤波，获得多频率光脉冲序列探测信号；

遍历所述多频率光脉冲序列探测信号中的每一个脉冲信号，并对遍历到的脉冲信号进行以下处理：以所述脉冲信号的基带频率作为中心频率进行数字带通滤波并获得主要散射信号；以所述基带频率的临近频率作为中心频率进行数字带通滤波获得次要散射信号；

根据多组主要散射信号和多组次要成分信号生成多组信号分量数据；

遍历所述多组信号分量数据中的每一个信号分量，并对遍历到的信号分量进行以下处理：根据所述信号分量获得复振幅信息；对所述复振幅信息进行差分运算，获得空间差分复振幅信息；对所述空间差分复振幅信息进行相位初始化，获得初始化空间差分复振幅信息；

对所有的所述初始化空间差分复振幅信息进行叠加，得到合成后的复振幅信息；

对合成后的复振幅信息进行空间滑动平均，获得复振幅结果；

将所述复振幅结果中一个平均后的复振幅取相位，获得对应时刻光纤沿线的相位分布数据；

将多个对应时刻的相位分布数据进行拼接，获得光纤沿线的应变量-时间变化数据。

在上述实现过程中，对于单一频率的信号采取多个频率窗口滤波的方式得到其主要成分信号和次要成分信号，从而获得信号分量；将多个信号分量进行复振幅叠加，同样可以降低衰落噪声探测盲区问题出现的概率，提高振动信号探测的准确性。

进一步地，所述以所述基带频率的临近频率作为中心频率进行数字带通滤波获得次要散射信号的步骤，包括：

根据预设频率差值对所述基带频率进行处理，获得多个临近频率；

以所述多个临近频率作为中心频率进行数字带通滤波获得多组次要散射信号。

进一步地，所述根据所述信号分量获得复振幅信息的步骤，包括：

通过预设相位生成载波算法对所述信号分量进行处理，将所述信号分量分别乘以两个相互正交的余弦信号，获得所述信号分量的复振幅信息；其中，所述余弦信号的频率与所述信号分量的中心频率相等。

第三方面，本申请实施例提供的一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第二方面任一项所述的方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如第二方面任一项所述的方法。

第五方面，本申请实施例提供的一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如第二方面任一项所述的方法。

本申请公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请公开的上述技术即可得知。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的分布式光纤声波传感系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的分布式光纤声波传感的盲区消除检测方法的流程示意图。

图标：连续激光器1；第一光纤耦合器2；第二光纤耦合器3；声光调制器组4；信号发送装置5；第三光纤耦合器6；第一光纤放大器7；第一光滤波器8；光环形器9；第二光纤放大器10；第二光滤波器11；第四光纤耦合器12；光电平衡探测器13；信号处理装置14；待测光纤15。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本申请实施例提供了一种分布式光纤声波传感系统及盲区消除检测方法，可以应用于光纤对外界扰动信号的传感和检测过程中；该分布式光纤声波传感系统通过声光调制器组件中的声光调制器对探测光进行调制，得到多个频率组分的探测信号，可以有效降低因为单一信号局部光强太小而产生的衰落噪声、从而降低探测盲区问题出现的概率，即通过信号叠加的方式降低局部信号强度过低的概率，从而大大减少探测盲区；从而，该分布式光纤声波传感系统可以实现减少探测盲区，提高振动信号探测准确性的技术效果。

请参见图1，图1为本申请实施例提供的分布式光纤声波传感系统的结构示意图，该分布式光纤声波传感系统包括连续激光器1、光纤耦合器组件、声光调制器组件4、信号发送装置5、光环形器9、光电平衡探测器13和信号处理装置14。

示例性地，光纤耦合器组包括第一光纤耦合器2、第二光纤耦合器3、第三光纤耦合器6和第四光纤耦合器12，连续激光器1与第一光纤耦合器2的输入端连接，第一光纤耦合器2的输出端分别连接第二光纤耦合器3的入端、第四光纤耦合器12的输入端。

示例性地，第二光纤耦合器3的输出端分别连接声光调制器组件4的光输入端，声光调制器组件4的光输出端连接第三光纤耦合器6的输入端，信号发送装置5连接声光调制器组件4的电输入端，通过信号发送装置5向声光调制器组件4发送时延不同的等间隔电脉冲信号，将第二光纤耦合器3的多路连续光调制为时延不同、频率不同的多路光脉冲信号，多路光脉冲信号通过第三光纤耦合器6合成为一个多频率光脉冲序列探测信号。

示例性地，第三光纤耦合器6的输出端连接光环形器9的第一端口，光环形器9的第二端口连接待测光纤15，光环形器9的第三端口、第四光纤耦合器12、光电平衡探测器13、信号处理装置14依次连接，多频率光脉冲序列探测信号从光环形器9的第二端口输出、进入到待测光纤15，在待测光纤15的沿线各处产生背向传输的瑞利散射信号；瑞利散射信号通过待测光纤15回传进入光环形器9的第二端口，从光环形器9的第三端口输出，依次进入第四光纤耦合器12、光电平衡探测器13、信号处理装置14。

示例性地，该分布式光纤声波传感系统还包括第一光纤放大器7和第一光滤波器8，第三光纤耦合器6的输出端、第一光纤放大器7、第一光滤波器8、光环形器9的第一端口依次连接。

示例性地，该分布式光纤声波传感系统还包括第二光纤放大器10和第二光滤波器11，光环形器9的第三端口、第二光纤放大器10、第二光滤波器11、第四光纤耦合器12的输入端依次连接。

示例性地，第一光纤放大器7、第二光纤放大器10均为掺铒光纤放大器。

示例性地，声光调制器组件包括多个声光调制器，且多个声光调制器的中心频率各不相同。

示例性地，本申请实施例中的声光调制器组件4包含多个声光调制器，声光调制器的数量可以根据实际情况进行调整，且声光调制器的中心频率需各不相同；可选地，声光调制器的数量越多，那么可以获得更多组分的信号，从而衰落噪声的抑制效果越好。

示例性地，瑞利散射信号进入第四光纤耦合器12的一个输入端，连续激光器1的系统本征光信号进入第四光纤耦合器12的另一个输入端；瑞利散射信号与系统本征光信号发生干涉后，获得两束相位相反的相干信号光；相干信号光经过光电平衡探测器13转化为电信号，电信号由信号处理装置14进行采集和处理。

示例性地，连续激光器1为窄线宽连续激光器。

可选地，连续激光器1包括但不限于窄线宽连续激光器，其他激光器也可以作为连续激光器1，此处不作限定。

示例性地，结合图1，本申请实施例提供的分布式光纤声波传感系统，其工作过程示例如下：

连续激光器1的输出光通过第一光纤耦合器2分成两路，其中一路作为系统本振光输入第四光纤耦合器12；另外一路通过第二光纤耦合器3分成多路连续光输入声光调制器组件4；

信号发送装置5向声光调制器组件4中的多个声光调制器发送时延不同的等间隔电脉冲信号，由于多个声光调制器的中心频率各不相同，将把多路连续光调制成时延不同、频率不同的多路光脉冲信号；

多路光脉冲信号通过第三光纤耦合器6合成为一个多频率光脉冲序列探测信号，探测信号通过第一光纤放大器7进行光功率放大，第一光滤波器8滤波后进入光环形器9的第一端口；

探测信号从光环形器9的第二端口输出，进入到待测光纤15；探测信号在待测光纤15的沿线各处产生背向传输的瑞利散射信号，通过待测光纤15回传进入光环形器9的第二端口，从光环形器9的第三端口输出。通过第二光纤放大器10进行光功率放大，第二光滤波器11滤波后进入第四光纤耦合器12的一个输入端；

在第四光纤耦合器12中瑞利散射信号与系统本振光发生干涉后，得到两束相位相反的相干信号光；相干信号光经过光电平衡探测器13转化为电信号，由信号处理装置14进行采集和处理。

请参见图2，图2为本申请实施例提供的分布式光纤声波传感的盲区消除检测方法的流程示意图，该分布式光纤声波传感的盲区消除检测方法应用于图1所示的分布式光纤声波传感系统，该检测方法包括如下步骤：

S100：通过信号处理装置处理电信号并对电信号进行滤波，获得多频率光脉冲序列探测信号；

S200：遍历多频率光脉冲序列探测信号中的每一个脉冲信号，并对遍历到的脉冲信号进行以下处理：以脉冲信号的基带频率作为中心频率进行数字带通滤波并获得主要散射信号；以基带频率的临近频率作为中心频率进行数字带通滤波获得次要散射信号；

S300：根据多组主要散射信号和多组次要成分信号生成多组信号分量数据；

S400：遍历多组信号分量数据中的每一个信号分量，并对遍历到的信号分量进行以下处理：根据信号分量获得复振幅信息；对复振幅信息进行差分运算，获得空间差分复振幅信息；对空间差分复振幅信息进行相位初始化，获得初始化空间差分复振幅信息；

S500：对所有的初始化空间差分复振幅信息进行叠加，得到合成后的复振幅信息；

S600：对合成后的复振幅信息进行空间滑动平均，获得复振幅结果；

S700：将复振幅结果中一个平均后的复振幅取相位，获得对应时刻光纤沿线的相位分布数据；

S800：将多个对应时刻的相位分布数据进行拼接，获得光纤沿线的应变量-时间变化数据。

示例性地，对于单一频率的信号采取多个频率窗口滤波的方式得到其主要成分信号和次要成分信号，从而获得信号分量；将多个信号分量进行复振幅叠加，同样可以降低衰落噪声探测盲区问题出现的概率，提高振动信号探测的准确性。

示例性地，以基带频率的临近频率作为中心频率进行数字带通滤波获得次要散射信号的步骤，包括：

根据预设频率差值对基带频率进行处理，获得多个临近频率；

以多个临近频率作为中心频率进行数字带通滤波获得多组次要散射信号。

示例性地，根据信号分量获得复振幅信息的步骤，包括：

通过预设相位生成载波算法对信号分量进行处理，将信号分量分别乘以两个相互正交的余弦信号，获得信号分量的复振幅信息；其中，余弦信号的频率与信号分量的中心频率相等。

在一些实施方式中，本申请实施例提供的分布式光纤声波传感的盲区消除检测方法，具体的流程如下：

在信号处理装置14中，信号采集后通过数字带通滤波器进行滤波；

对于多频率光脉冲序列中的一个脉冲，以其基带频率作为中心频率进行数字带通滤波可得到该脉冲产生的散射信号的主要成分，以其基带频率附近的频率作为中心频率进行数字带通滤波可得到该脉冲产生的散射信号的次要成分，根据中心频率的不同，可以得到多组次要成分信号；其中，数字带通滤波器的带宽与次要成分的数量和中心频率可根据实际情况进行设定；

对于多频率光脉冲序列中的每一个脉冲均需执行上述操作，可得到多组主要成分信号和次要成分信号，统称为信号分量；

对于每一个信号分量，通过相位生成载波（PGC，Phase Generated Carrier）算法，即分别乘上频率与其中心频率相等的两个相互正交的余弦信号，作为实部和虚部，得到该信号分量的复振幅；

对于一个信号分量的复振幅，其时间维度对应着光纤的空间位置，以一定的空间距离作为间隔对复振幅进行差分运算，得到该信号分量的空间差分复振幅，空间距离10米；

对空间差分复振幅进行相位初始化，以第一个脉冲序列产生的空间差分复振幅为参考，对后续脉冲序列产生的空间差分复振幅进行相位旋转，使各个信号分量的空间差分复振幅的初始相位为0；

将所有信号分量的空间差分复振幅进行叠加，得到的复振幅结果进行空间滑动平均；

将一个平均后的复振幅取相位，得到该时刻的光纤沿线的相位分布；

将多个时刻的相位分布进行流水式的拼接，并基于相位和光纤所受应变的线性关系，可以得到光纤沿线的应变量随时间变化的数据。

示例性地，本申请实施例提供的分布式光纤声波传感系统及盲区消除检测方法，可以消除传统分布式声波传感技术中出现的由于承载环境振动信息的信号光与系统中用于参考的本振光相干时出现局部信号强度零点，即衰落噪声，而产生的探测盲区问题，提升振动信号探测的准确性；和传统探测技术相比，衰落噪声可以得到很大地抑制，1分钟内出现探测盲区的概率由30%下降至0.01%，探测距离可达40 km以上。

示例性地，原有的技术方案中，利用光纤对入射光的背向瑞利散射特性，打入一个相干性强的光探测脉冲，可以接收到光纤沿线位置产生的瑞利散射光。而光纤沿线的环境振动，扰动等会对散射光的振幅和相位产生变化，通过解调相位变化来得到光纤沿线的声波振动信息。原有的技术方案存在衰落噪声问题，即接收信号存在局部信号强度过低导致的相位解调发生错误的问题，存在探测盲区。

为了克服前文所述的因衰落噪声导致的探测盲区问题，本申请实施例提供的分布式光纤声波传感系统及盲区消除检测方法，采用多频率脉冲-多组分相位解调的方式，可极大地降低衰落噪声，解决探测盲区问题。相较于现有的技术方案，从硬件上使用声光调制器组获得信号的多组分量，从算法上通过多窗口数字滤波获得信号的多组分量，通过信号叠加的方式降低局部信号强度过低的概率，从而大大减少探测盲区。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种分布式光纤声波传感系统，其特征在于，包括连续激光器、光纤耦合器组件、声光调制器组件、信号发送装置、光环形器、光电平衡探测器和信号处理装置；

所述光纤耦合器组包括第一光纤耦合器、第二光纤耦合器、第三光纤耦合器和第四光纤耦合器；

所述连续激光器与第一光纤耦合器的输入端连接，所述第一光纤耦合器的输出端分别连接所述第二光纤耦合器的入端、所述第四光纤耦合器的输入端；

所述第二光纤耦合器的输出端分别连接所述声光调制器组件的光输入端，所述声光调制器组件的光输出端连接所述第三光纤耦合器的输入端，所述信号发送装置连接所述声光调制器组件的电输入端，通过所述信号发送装置向所述声光调制器组件发送时延不同的等间隔电脉冲信号，将所述第二光纤耦合器的多路连续光调制为时延不同、频率不同的多路光脉冲信号，所述多路光脉冲信号通过所述第三光纤耦合器合成为一个多频率光脉冲序列探测信号；

所述第三光纤耦合器的输出端连接所述光环形器的第一端口，所述光环形器的第二端口连接待测光纤，所述光环形器的第三端口、所述第四光纤耦合器、所述光电平衡探测器、所述信号处理装置依次连接，所述多频率光脉冲序列探测信号从所述光环形器的第二端口输出、进入到所述待测光纤，在所述待测光纤的沿线各处产生背向传输的瑞利散射信号；所述瑞利散射信号通过所述待测光纤回传进入所述光环形器的第二端口，从所述光环形器的第三端口输出，依次进入所述第四光纤耦合器、所述光电平衡探测器、所述信号处理装置。

2.根据权利要求1所述的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述系统还包括第一光纤放大器和第一光滤波器，所述第三光纤耦合器的输出端、所述第一光纤放大器、所述第一光滤波器、所述光环形器的第一端口依次连接。

3.根据权利要求2所述的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述系统还包括第二光纤放大器和第二光滤波器，所述光环形器的第三端口、所述第二光纤放大器、所述第二光滤波器、所述第四光纤耦合器的输入端依次连接。

4.根据权利要求3所述的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述第一光纤放大器、所述第二光纤放大器均为掺铒光纤放大器。

5.根据权利要求1所述的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述声光调制器组件包括多个声光调制器，且所述多个声光调制器的中心频率各不相同。

6.根据权利要求1所述的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述瑞利散射信号进入所述第四光纤耦合器的一个输入端，所述连续激光器的系统本征光信号进入所述第四光纤耦合器的另一个输入端；所述瑞利散射信号与所述系统本征光信号发生干涉后，获得两束相位相反的相干信号光；所述相干信号光经过所述光电平衡探测器转化为电信号，所述电信号由所述信号处理装置进行采集和处理。

7.根据权利要求1所述的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述连续激光器为窄线宽连续激光器。

8.一种分布式光纤声波传感的盲区消除检测方法，其特征在于，应用于权利要求1至7任一项所述的分布式光纤声波传感系统，所述检测方法包括：

通过所述信号处理装置处理电信号并对所述电信号进行滤波，获得多频率光脉冲序列探测信号；

遍历所述多频率光脉冲序列探测信号中的每一个脉冲信号，并对遍历到的脉冲信号进行以下处理：以所述脉冲信号的基带频率作为中心频率进行数字带通滤波并获得主要散射信号；以所述基带频率的临近频率作为中心频率进行数字带通滤波获得次要散射信号；

根据多组主要散射信号和多组次要成分信号生成多组信号分量数据；

遍历所述多组信号分量数据中的每一个信号分量，并对遍历到的信号分量进行以下处理：根据所述信号分量获得复振幅信息；对所述复振幅信息进行差分运算，获得空间差分复振幅信息；对所述空间差分复振幅信息进行相位初始化，获得初始化空间差分复振幅信息；

对所有的所述初始化空间差分复振幅信息进行叠加，得到合成后的复振幅信息；

对合成后的复振幅信息进行空间滑动平均，获得复振幅结果；

将所述复振幅结果中一个平均后的复振幅取相位，获得对应时刻光纤沿线的相位分布数据；

将多个对应时刻的相位分布数据进行拼接，获得光纤沿线的应变量-时间变化数据。

9.根据权利要求8所述的分布式光纤声波传感的盲区消除检测方法，其特征在于，所述以所述基带频率的临近频率作为中心频率进行数字带通滤波获得次要散射信号的步骤，包括：

根据预设频率差值对所述基带频率进行处理，获得多个临近频率；

以所述多个临近频率作为中心频率进行数字带通滤波获得多组次要散射信号。

10.根据权利要求8所述的分布式光纤声波传感的盲区消除检测方法，其特征在于，所述根据所述信号分量获得复振幅信息的步骤，包括：

通过预设相位生成载波算法对所述信号分量进行处理，将所述信号分量分别乘以两个相互正交的余弦信号，获得所述信号分量的复振幅信息；其中，所述余弦信号的频率与所述信号分量的中心频率相等。

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