CN116818085B - 基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统及其测量方法，分布式光纤声波传感探测技术领域，包括采集模块、传感光纤、信号处理模块和解调模块，采集模块的输入端和传感光纤的输出端连接，采集模块的输出端和信号处理模块的输入端连接，信号处理模块的输出端和解调模块的输入端连接；采集模块被配置为分别采集传感光纤沿线中的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号；采集模块被配置为获取弱光栅反射信号的时域偏移量，信号处理模块被配置为对第一瑞利散射信号和时域偏移量做差，以去除第一瑞利散射信号中的噪声信息得到第三瑞利散射信号；解调模块被配置为对第三瑞利散射信号进行解调，以提高测量精度。

Description

基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统及其测量方法

技术领域

本申请涉及分布式光纤声波传感探测技术领域，尤其涉及基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统及其测量方法。

背景技术

由于光纤具有很强的抗电磁干扰、良好的电绝缘性以及传光特性，近年来，利用光纤作为敏感元件和信号传输介质的分布式光纤传感系统在国防、军事、民用设施等方面越来越受到人们的广泛关注。

相关技术中，以分布式光纤声波传感系统为例，分布式光纤声波传感系统包括激光器、传感光纤和信号处理装置，激光器沿着传感光纤发出脉冲信号，脉冲信号会在传感光纤沿线的某点产生瑞利散射信号，该点的声波或振动等物理量的变化会引起瑞利散射信号的相位变化，并将变化的瑞利散射信号输出至信号处理装置进行解调，就可以得到该点的声波或振动的变化率的解调信息，该解调信息即为测量结果。

然而，在分布式光纤声波传感系统的测量过程中，由于激光相位噪声，环境噪声等随机噪声波动的影响，在对传感光纤沿线各个位置的瑞利散射信号进行解调后，所得的解调结果会出现多个异常信息，从而带来测量误差。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统及其测量方法，以解决相关技术中分布式光纤声波传感系统在对传感光纤沿线各个位置的信息进行解调时，所得到的解调信息由于受到噪声信息的干扰，从而带来测量误差的技术问题。

第一方面，本申请实施例还提供了一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统，包括采集模块、传感光纤、信号处理模块和解调模块，采集模块的输入端和传感光纤的输出端连接，采集模块的输出端和信号处理模块的输入端连接，信号处理模块的输出端和解调模块的输入端连接；

采集模块被配置为分别采集传感光纤沿线中的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号；其中，第一瑞利散射信号为在预设时间段内振动信号和第二瑞利散射信号干涉所产生的信号，第二瑞利散射信号为在预设时间段内脉冲信号在传感光纤内所产生的信号；弱光栅反射信号为在预设时间段内振动信号和弱光栅反射的脉冲信号干涉所产生的信号；

采集模块被配置为获取弱光栅反射信号的时域偏移量，其中，时域偏移量为在预设时间段内传感光纤中的噪声信息使弱光栅所产生的位置偏移量；

信号处理模块被配置为对第一瑞利散射信号和时域偏移量做差，以去除第一瑞利散射信号中的噪声信息得到第三瑞利散射信号；

解调模块被配置为对第三瑞利散射信号进行解调以得到去除噪声信息后的解调结果。

在一种可行的实现方式中，传感光纤的末端设置有弱光栅。

在一种可行的实现方式中，采集模块包括耦合器、第一采集模块和第二采集模块；

第一采集模块包括干涉仪和第一探测器，第二采集模块包括第二探测器；

耦合器的输入端和传感光纤连接，干涉仪的输入端和耦合器的第一输出端连接，干涉仪的输出端和第一探测器的输入端连接；第一探测器被配置为采集第一瑞利散射信号，干涉仪被配置为对第一瑞利散射信号进行调制；

第二探测器和耦合器的第二输出端连接，第二探测器被配置为采集弱光栅反射信号；

第一探测器的输出端和第二探测器的输出端分别和解调模块的输入端连接。

在一种可行的实现方式中，分布式光纤声波传感系统还包括输入模块、环形器和第一掺铒光纤放大器；

输入模块和环形器的输入端连接，环形器的第一输出端和传感光纤连接；

环形器的第二输出端和第一掺铒光纤放大器的输入端连接，第一掺铒光纤放大器的输出端和采集模块连接，第一掺铒光纤放大器被配置为放大由环形器的第二输出端输出的信号。

在一种可行的实现方式中，输入模块包括激光器、隔离器、声光调制器和第二掺铒光纤放大器；

激光器的输出端和隔离器的输入端连接，隔离器的输出端和声光调制器的输入端连接，声光调制器的输出端和第二掺铒光纤放大器的输入端连接，第二掺铒光纤放大器的输出端和环形器的输入端连接；其中，激光器被配置为发射脉冲信号，隔离器被配置为使脉冲信号由隔离器向声光调制器实现单向输出，声光调制器被配置为调制脉冲信号的频率，第二掺铒光纤放大器被配置为放大由声光调制器的输出端输出的脉冲信号。

在一种可行的实现方式中，传感光纤还设置有压电陶瓷，压电陶瓷被配置为产生振动信号。

第二方面，本申请实施例提供一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感测量方法，包括：

分别采集传感光纤沿线中的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号；其中，第一瑞利散射信号为在预设时间段内振动信号和第二瑞利散射信号干涉所产生的信号，第二瑞利散射信号为在预设时间段内脉冲信号在传感光纤内所产生的信号；弱光栅反射信号为在预设时间段内振动信号和弱光栅反射的脉冲信号干涉所产生的信号；

获取弱光栅反射信号的时域偏移量，其中，时域偏移量为在预设时间段内传感光纤中的噪声信息使弱光栅所产生的位置偏移量；

对第一瑞利散射信号和时域偏移量做差，以去除第一瑞利散射信号中的噪声信息得到第三瑞利散射信号；

对第三瑞利散射信号进行解调以得到去除噪声信息后的解调结果。

在一种可行的实现方式中，获取弱光栅反射信号的时域偏移量，包括以下步骤：

获取预设时间段内在脉冲信号的第一脉冲下弱光栅反射信号的第一光强；

获取预设时间段内除第一脉冲之外其他脉冲下弱光栅反射信号的每一个光强；其中，脉冲信号在预设时间段内具有N个脉冲，弱光栅反射信号在预设时间段内对应脉冲信号具有N个光强；

其他脉冲下弱光栅反射信号的每一个光强分别和第一光强进行做差得到预设时间段内N-1个光强差值；

获取时域偏移量，其中，时域偏移量为N-1个光强值的平均值。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统，本申请实施例通过采集模块分别采集传感光纤沿线中的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号，其中，第一瑞利散射信号中包含传感光纤沿线的振动信号以及噪声信息，弱光栅反射信号仅包含传感光纤沿线中的噪声信息，通过信号处理模块将第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号中的时域偏移量进行做差，即可得到去除噪声信号的第三瑞利散射信号，再通过解调模块将第三瑞利信号进行解调即可得到去除噪声信息的解调结果。因此，通过本申请实施例提供的一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感测量方法，能够减小噪声信息带来的测量误差，提高测量精度。

第二方面，本申请实施例还提供了一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感测量方法，该传感测量方法具有上述第一方面的基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统的全部有益效果，在此不再赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本申请一实施例提供的一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的基于弱光栅的分布式光纤声波传感测量方法的方法流程图；

图3是图2中S200的实施步骤图；

图4是振动信号对应的解调相位随时间变化的二维图；

图5是振动信号对应的功率谱密度随频率变化的二维图。

附图标记说明：

1-输入模块；2-环形器；3-传感光纤；4-第一掺铒光纤放大器；5-采集模块；

101-激光器；102-隔离器；103-声光调制器；104-第二掺铒光纤放大器；301-压电陶瓷；302-弱光栅；501-耦合器；502-第一采集模块；5021-干涉仪；5022-第一探测器；503-第二采集模块；5031-第二探测器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

由于光纤具有很强的抗电磁干扰、良好的电绝缘性以及传光特性，近年来，利用光纤作为敏感元件和信号传输介质的分布式光纤传感系统在国防、军事、民用设施等方面越来越受到人们的广泛关注。由于传感光纤的特征信息随外界温度、应变、振动等的变化而变化，因而通过传感光纤中特征信息的变化能够测量传感光纤周围的环境参数。分布式光纤传感技术主要利用光纤中的散射效应，如瑞利散射、布里渊散射以及拉曼散射达到对外界信息的检测。

相关技术中，以分布式光纤声波传感系统为例，分布式光纤声波传感系统是利用瑞利散射信号的相位来探测音频范围内的声音或振动等信号的变化，不仅可以利用相位幅值大小来提供声音或振动事件强度信息，还可以利用线性定量测量值来实现对声音或振动事件相位和频率信息的获取。分布式光纤声波传感系统包括激光器、传感光纤和信号处理装置，激光器沿着传感光纤发出脉冲信号，脉冲信号会在传感光纤沿线的某点产生瑞利散射信号，该点的声波或振动等物理量的变化会引起瑞利散射信号的相位变化，并将变化的瑞利散射信号输出至信号处理装置进行解调，就可以得到该点的声波或振动的变化率的解调信息，该解调信息即为测量结果。

然而，在分布式光纤声波传感系统的测量过程中，由于激光相位噪声，环境噪声等随机噪声波动的影响，在对传感光纤沿线各个位置的瑞利散射信号进行解调后，所得的解调结果会出现多个异常信息，从而带来测量误差。

因此，本申请实施例提供了一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统及其测量方法，以解决相关技术中分布式光纤声波传感系统在对传感光纤沿线各个位置的信息进行解调时，所得到的解调信息由于受到噪声信息的干扰，从而带来测量误差的技术问题。

图1是本申请一实施例提供的一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统的结构示意图。第一方面，参照图1，本申请实施例还提供了一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统，包括采集模块5、传感光纤3、信号处理模块和解调模块，采集模块5的输入端和传感光纤3的输出端连接，采集模块5的输出端和信号处理模块的输入端连接，信号处理模块的输出端和解调模块的输入端连接。

采集模块5被配置为分别采集传感光纤3沿线中的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号；其中，第一瑞利散射信号为在预设时间段内振动信号和第二瑞利散射信号干涉所产生的信号，第二瑞利散射信号为在预设时间段内脉冲信号在传感光纤3内所产生的信号；弱光栅反射信号为在预设时间段内振动信号和弱光栅302反射的脉冲信号干涉所产生的信号。

采集模块5被配置为获取弱光栅反射信号的时域偏移量，其中，时域偏移量为在预设时间段内传感光纤3中的噪声信息使弱光栅302所产生的位置偏移量。

信号处理模块被配置为对第一瑞利散射信号和时域偏移量做差，以去除第一瑞利散射信号中的噪声信息得到第三瑞利散射信号。

解调模块被配置为对第三瑞利散射信号进行解调以得到去除噪声信息后的解调结果。

本申请实施例提供了一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统，本申请实施例通过采集模块5分别采集传感光纤3沿线中的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号，其中，第一瑞利散射信号中包含传感光纤3沿线的振动信号以及噪声信息，弱光栅反射信号仅包含传感光纤3沿线中的噪声信息，通过信号处理模块将第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号中的时域偏移量进行做差，即可得到去除噪声信号的第三瑞利散射信号，再通过解调模块将第三瑞利信号进行解调即可得到去除噪声信息的解调结果。因此，通过本申请实施例提供的一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感测量方法，能够减小噪声信息带来的测量误差，提高测量精度。

在一些示例中，传感光纤3的末端设置有弱光栅302。

本申请实施例中，通过在传感光纤3的末端设置弱光栅302，弱光栅302对脉冲信号的反射比较强，在一定程度上可以避免产生衰落现象，弱光栅302反射的脉冲信号的偏移均是由于噪声引起的，因此，求得弱光栅302所在位置的时域偏移量，即可求得在传感光纤3内噪声信息所引起的瑞利散射光的时域偏移量。

在其他的一些示例中，采集模块5包括耦合器501、第一采集模块502和第二采集模块503。

第一采集模块502包括干涉仪5021和第一探测器5022，第二采集模块503包括第二探测器5031。

耦合器501的输入端和传感光纤3连接，干涉仪5021的输入端和耦合器501的第一输出端连接，干涉仪5021的输出端和第一探测器5022的输入端连接；第一探测器5022被配置为采集第一瑞利散射信号，干涉仪5021被配置为对第一瑞利散射信号进行调制。

第二探测器5031和耦合器501的第二输出端连接，第二探测器5031被配置为采集弱光栅反射信号。

第一探测器5022的输出端和第二探测器5031的输出端分别和解调模块的输入端连接。

需要说明的是，干涉仪5021可以设置为非平衡迈克尔逊干涉仪，来自某一位置的第一瑞利散射信号和载波信号发生干涉，并由非平衡迈克尔逊干涉仪内的设置的压电陶瓷产生载波信号，该载波信号由频率为2kHz的正弦信号调制后输出至解调模块。

例如，分布式光纤声波传感系统还包括输入模块1、环形器2和第一掺铒光纤放大器4。

输入模块1和环形器2的输入端连接，环形器2的第一输出端和传感光纤3连接。

环形器2的第二输出端和第一掺铒光纤放大器4的输入端连接，第一掺铒光纤放大器4的输出端和采集模块5连接，第一掺铒光纤放大器4被配置为放大由环形器2的第二输出端输出的信号。

在一些示例中，输入模块1包括激光器101、隔离器102、声光调制器103和第二掺铒光纤放大器104。

激光器101的输出端和隔离器102的输入端连接，隔离器102的输出端和声光调制器103的输入端连接，声光调制器103的输出端和第二掺铒光纤放大器104的输入端连接，第二掺铒光纤放大器104的输出端和环形器2的输入端连接；其中，激光器101被配置为发射脉冲信号，隔离器102被配置为使脉冲信号由隔离器102向声光调制器103实现单向输出，声光调制器103被配置为调制脉冲信号的频率，第二掺铒光纤放大器104被配置为放大由声光调制器103的输出端输出的脉冲信号。

进一步的，传感光纤3还设置有压电陶瓷301，压电陶瓷301被配置为产生振动信号。

本申请实施例通过在传感光纤3沿线设置压电陶瓷301，在对采用分布式光纤声波传感系统对振动信号进行测量时，能够通过压电陶瓷301在传感光纤3沿线产生振动信号。

在具体实施时，在采用上述实施例中的分布式光纤声波传感系统进行测量时，在测量过程中，输入模块1发射脉冲信号，脉冲信号经由环形器2的输入端输出至传感光纤3，并在传感光纤3内形成第二瑞利散射信号，在预设时间段内传感光纤3某点的振动信号和第二瑞利散射信号产生干涉，并形成第一瑞利散射信号，同样的，脉冲信号传输至弱光栅302时，弱光栅302将脉冲信号反射至脉冲信号传输方向相反的方向，弱光栅302反射的脉冲信号和该点的振动信号干涉产生弱光栅反射信号。采集模块5分别采集传感光纤3沿线的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号，并将第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号输出至信号处理模块，信号处理模块对第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号进行处理后得到第三瑞利散射信号，并将第三瑞利散射信号输出至解调模块进行解调，得到去除噪声信息后的解调结果。需要说明的是，传感光纤3上的振动信号为压电陶瓷301所产生的信号。

图2是本申请一实施例提供的基于弱光栅的分布式光纤声波传感测量方法的方法流程图；图3是图2中S200的实施步骤图。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感测量方法，参照图2包括以下步骤：

S100：分别采集传感光纤3沿线中的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号。

第一瑞利散射信号为在预设时间段内振动信号和第二瑞利散射信号干涉所产生的信号，第二瑞利散射信号为在预设时间段内脉冲信号在传感光纤3内所产生的信号；弱光栅反射信号为在预设时间段内振动信号和弱光栅302反射的脉冲信号干涉所产生的信号。

需要说明的是，分布式光纤声波传感系统中的采集模块5分别采集传感光纤3沿线中的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号。

进一步的，在进行实验时，振动信号可以通过在传感光纤3上设置压电陶瓷301，通过控制压电陶瓷301产生振动信号。

S200：获取弱光栅反射信号的时域偏移量。

其中，时域偏移量为在预设时间段内传感光纤3中的噪声信息使弱光栅302所产生的位置偏移量；

需要说明的是，分布式光纤声波传感系统中的信号处理模块获取弱光栅反射信号的时域偏移量。

进一步的，参照图3，获取弱光栅反射信号的时域偏移量具体包括以下步骤：

S210：获取预设时间段内在脉冲信号的第一脉冲下弱光栅反射信号的第一光强。

需要说明的是，信号处理模块获取预设时间段内在脉冲信号的第一脉冲下弱光栅反射信号的第一光强。

需要说明的是，脉冲信号可以为激光器101发射的激光信号，激光信号在预设时间段内具有多个脉冲，其中，第一脉冲可以是激光信号在预设时间段内所发射的第一个脉冲，也可以是激光信号在预设时间段内所发射的第二个脉冲，也就是说，第一脉冲可以是激光信号在预设时间段内发射的任意一个脉冲。

S220：获取预设时间段内除第一脉冲之外其他脉冲下弱光栅反射信号的每一个光强。

其中，脉冲信号在预设时间段内具有N个脉冲，弱光栅反射信号在预设时间段内对应脉冲信号具有N个光强。

S220的执行主体是信号处理模块。

S230：其他脉冲下弱光栅反射信号的每一个光强分别和第一光强进行做差得到预设时间段内N-1个光强差值。

例如，预设时间段内在脉冲信号的第一脉冲下弱光栅反射信号具有第一光强，在预设时间段内脉冲信号的第二脉冲下弱光栅反射信号具有第二光强，在预设时间段内脉冲信号在第三脉冲下弱光栅反射信号具有第三光强，依此类推，在预设时间段内脉冲信号在第N脉冲下弱光栅反射信号具有第N光强。

将第二光强和第一光强做差得到第一差值，将第三光强和第一光强做差得到第二差值，依此类推，将第N光强和第一光强做差得到第N差值。

S240：获取时域偏移量，其中，时域偏移量为N-1个光强值的平均值。

其中，时域偏移量即为第一差值、第二差值直至第N差值求和后，再除以N-1取平均值。

S300：对第一瑞利散射信号和时域偏移量做差，以去除第一瑞利散射信号中的噪声信息得到第三瑞利散射信号。

信号处理模块对第一瑞利散射信号和时域偏移量做差。

S400：对第三瑞利散射信号进行解调以得到去除噪声信息后的解调结果。

分布式光纤声波传感系统中的解调模块对第三瑞利散射信号进行解调，得到去除噪声信息后的解调结果。

本申请实施例提供了一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感测量方法，本申请实施例通过分别采集传感 光纤沿线中的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号，其中，第一瑞利散射信号中包含传感光纤3沿线的振动信号以及噪声信息，弱光栅反射信号仅包含传感光纤3沿线中的噪声信息，通过将第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号中的时域偏移量进行做差，即可得到去除噪声信号的第三瑞利散射信号，再将第三瑞利信号进行解调即可得到去除噪声信息的解调结果。因此，通过本申请实施例提供的一种基于弱光栅302的分布式光纤声波传感测量方法，能够减小噪声信息带来的测量误差，提高测量精度。

图4是振动信号对应的解调相位随时间变化的二维图；图5是振动信号对应的功率谱密度随频率变化的二维图。

参照图4，图4中曲线A1是采用本申请实施例提供的一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统测量的振动信号，在对振动信号对应的第一瑞利散射信号和弱光栅的时域偏移量进行做差前，即对第一瑞利散射信号进行解调得到的解调相位随时间变化的二维图。曲线A2是采用本申请实施例提供的一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感测量方法测量振动信号，对振动信号对应的第一瑞利散射信号和弱光栅的时域偏移量进行做差后，即对第三瑞利散射信号进行解调后所得到的解调相位随时间变化的二维图。从曲线A1和曲线A2可以看出，曲线A1波动较为均匀，即处理后的解调结果受到噪声信号的干扰较小。

参照图5，图5中曲线B1是采用本申请实施例提供的一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统测量的振动信号，在对振动信号对应的第一瑞利散射信号和弱光栅302的时域偏移量进行做差前，即对第一瑞利散射信号进行解调得到的功率谱密度随频率变化的二维图。曲线B2是采用本申请实施例提供的一种基于弱光栅302的分布式光纤声波传感测量方法测量振动信号，对振动信号对应的第一瑞利散射信号和弱光栅302的时域偏移量进行做差后，即对第三瑞利散射信号进行解调后所得到的功率谱密度随频率变化的二维图。从曲线B1和曲线B2可以看出，曲线B2的最低点位于曲线B1最低点的下方，即处理后的解调结果受到噪声信号的干扰较小。

容易理解的是，本领域技术人员在本申请提供的几个实施例的基础上，可以对本申请的实施例进行结合、拆分、重组等得到其他实施例，这些实施例均没有超出本申请的保护范围。

以上的具体实施方式，对本申请实施例的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本申请实施例的具体实施方式而已，并不用于限定本申请实施例的保护范围，凡在本申请实施例的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请实施例的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，包括采集模块（5）、传感光纤（3）、信号处理模块和解调模块，所述采集模块（5）的输入端和所述传感光纤（3）的输出端连接，所述采集模块（5）的输出端和所述信号处理模块的输入端连接，所述信号处理模块的输出端和所述解调模块的输入端连接；所述传感光纤（3）的末端设置有弱光栅（302）；所述传感光纤（3）还设置有压电陶瓷（301），所述压电陶瓷（301）被配置为产生所述振动信号；

所述采集模块（5）被配置为分别采集传感光纤（3）沿线中的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号；其中，所述第一瑞利散射信号为在预设时间段内振动信号和第二瑞利散射信号干涉所产生的信号，所述第二瑞利散射信号为在所述预设时间段内脉冲信号在传感光纤（3）内所产生的信号；所述弱光栅反射信号为在所述预设时间段内所述振动信号和所述弱光栅反射的所述脉冲信号干涉所产生的信号；

所述采集模块（5）包括耦合器（501）、第一采集模块（502）和第二采集模块（503）；

所述第一采集模块（502）包括干涉仪（5021）和第一探测器（5022），所述第二采集模块（503）包括第二探测器（5031）；

所述耦合器（501）的输入端和所述传感光纤（3）连接，所述干涉仪（5021）的输入端和所述耦合器（501）的第一输出端连接，所述干涉仪（5021）的输出端和所述第一探测器（5022）的输入端连接；所述第一探测器（5022）被配置为采集所述第一瑞利散射信号，所述干涉仪（5021）被配置为对所述第一瑞利散射信号进行调制；

所述第二探测器（5031）和所述耦合器（501）的第二输出端连接，所述第二探测器（5031）被配置为采集所述弱光栅（302）反射信号；

所述第一探测器（5022）的输出端和所述第二探测器（5031）的输出端分别和所述解调模块的输入端连接；

所述采集模块（5）被配置为获取所述弱光栅反射信号的时域偏移量，其中，所述时域偏移量为在所述预设时间段内所述传感光纤（3）中的噪声信息使弱光栅（302）所产生的位置偏移量；

所述信号处理模块被配置为对所述第一瑞利散射信号和所述时域偏移量做差，以去除所述第一瑞利散射信号中的噪声信息得到第三瑞利散射信号；

所述解调模块被配置为对所述第三瑞利散射信号进行解调以得到去除噪声信息后的解调结果；

所述分布式光纤声波传感系统还包括输入模块（1）、环形器（2）和第一掺铒光纤放大器（4）；

所述输入模块（1）和所述环形器（2）的输入端连接，所述环形器（2）的第一输出端和所述传感光纤（3）连接；

所述环形器（2）的第二输出端和所述第一掺铒光纤放大器（4）的输入端连接，所述第一掺铒光纤放大器（4）的输出端和所述采集模块（5）连接，所述第一掺铒光纤放大器（4）被配置为放大由环形器（2）的第二输出端输出的信号；

所述输入模块（1）包括激光器（101）、隔离器（102）、声光调制器（103）和第二掺铒光纤放大器（104）；

所述激光器（101）的输出端和所述隔离器（102）的输入端连接，所述隔离器（102）的输出端和所述声光调制器（103）的输入端连接，所述声光调制器（103）的输出端和所述第二掺铒光纤放大器（104）的输入端连接，所述第二掺铒光纤放大器（104）的输出端和所述环形器（2）的输入端连接；其中，所述激光器（101）被配置为发射所述脉冲信号，所述隔离器（102）被配置为使所述脉冲信号由所述隔离器（102）向所述声光调制器（103）实现单向输出，所述声光调制器（103）被配置为调制所述脉冲信号的频率，所述第二掺铒光纤放大器（104）被配置为放大由声光调制器（103）的输出端输出的脉冲信号。

2.一种基于弱光栅的分布式光纤声波传感测量方法，其特征在于，采用权利要求1所述的基于弱光栅的分布式光纤声波传感系统进行测量，包括：

分别采集传感光纤沿线中的第一瑞利散射信号和弱光栅反射信号；其中，所述第一瑞利散射信号为在预设时间段内振动信号和第二瑞利散射信号干涉所产生的信号，所述第二瑞利散射信号为在所述预设时间段内脉冲信号在传感光纤内所产生的信号；所述弱光栅反射信号为在所述预设时间段内所述振动信号和所述弱光栅反射的所述脉冲信号干涉所产生的信号；

获取所述弱光栅反射信号的时域偏移量，其中，所述时域偏移量为在所述预设时间段内所述传感光纤中的噪声信息使所述弱光栅所产生的位置偏移量；

对所述第一瑞利散射信号和所述时域偏移量做差，以去除所述第一瑞利散射信号中的噪声信息得到第三瑞利散射信号；

对所述第三瑞利散射信号进行解调以得到去除噪声信息后的解调结果。

3.根据权利要求2所述的基于弱光栅的分布式光纤声波传感测量方法，其特征在于，所述获取所述弱光栅反射信号的时域偏移量，包括以下步骤：

获取预设时间段内在脉冲信号的第一脉冲下所述弱光栅反射信号的第一光强；

获取预设时间段内除第一脉冲之外其他脉冲下所述弱光栅反射信号的每一个光强；其中，所述脉冲信号在预设时间段内具有N个脉冲，所述弱光栅反射信号在预设时间段内对应所述脉冲信号具有N个光强；

所述其他脉冲下所述弱光栅反射信号的每一个光强分别和所述第一光强进行做差得到预设时间段内N-1个光强差值；

获取所述时域偏移量，其中，所述时域偏移量为N-1个光强值的平均值。