CN207881831U - 一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，包括触发控制模块、脉冲光源模块、放大偏振模块、多端口信号输出模块、光纤模块、干涉信号产生模块、前向干涉信号采集模块和后向干涉信号采集模块；其中，触发控制模块可以控制脉冲光源模块发出脉冲光信号，脉冲光信号进入放大偏振模块后被分成前向脉冲信号和后向脉冲信号，分别进入干涉信号产生模块后，分别输出干涉后产生的前向干涉信号和后向干涉信号，并由触发控制模块控制前向干涉信号采集模块和后向干涉信号采集模块分别对前向干涉信号和后向干涉信号进行采集。本实用新型能够通过脉冲光实现对长距离光缆振动事件的监测。

Description

一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置

技术领域

本实用新型涉及分布式光纤振动传感器技术领域，具体涉及一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置。

背景技术

长距离光缆保护、输电线路保护、油气管道监测、大型工程结构健康监测、地质灾害预防等都需要采集振动信号，传统的振动测量方法如高压电网技术、泄漏电缆技术，存在装置体积大、灵敏度低、需要实时电力供应、特别易受雷电等强磁环境干扰等问题，在实际运用中受到限制。分布式光纤振动传感器具有灵敏度高、检测距离远、抗电磁干扰能力强、安装后易维护等不可比拟的优点而成为了研究的热点。

基于马赫-曾德尔干涉原理而制成光纤振动传感器具有实现原理简单、器件成本低、并且可以高精度定位等优良特性，是具有代表性的一种分布式光纤振动传感器，已在各类基础设施如周界安防、油气管道、通信光缆、高压电缆等重要的军用或民用区域的安防监测中得到广泛研究与应用。

监测距离是分布式光纤振动传感器的关键指标，主要由系统内部的光源功率决定，输出光功率越大，测量距离越远，但是光源功率过大会引起各种光纤非线性效应如受激拉曼散射(SRS)、受激布里渊散射(SBS)、自相位调制(SPM)等现象而影响测量的准确性，通常光源输出功率不应大于光纤非线性效应阈值功率。

随着我国经济的发展，各类大型基础设施规模越建越大，如动则几百公里的燃气管道、石油管道、热力管道、高铁、地铁轨道的建设与运营，对传感监测的距离要求越来越高。现有的基于马赫-曾德尔干涉原理而制成光纤振动传感器都是基于连续光源，当采用连续光源时，非线性效应阈值功率非常低，如SBS阈值仅为几十mw，特别是当测量光纤越长，光纤非线性效应阈值更低，限制了光源功率的增强，从而限制了测量距离。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在于提供一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置。

本实用新型提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，包括触发控制模块、脉冲光源模块、放大偏振模块、多端口信号输出模块、光纤模块、干涉信号产生模块、前向干涉信号采集模块和后向干涉信号采集模块；

触发控制模块分别与脉冲光源模块、前向干涉信号采集模块和后向干涉信号采集模块连接；脉冲光源模块与放大偏振模块连接，放大偏振模块与干涉信号产生信号模块和多端口信号输出模块连接；多端口信号输出模块分别与前向干涉信号采集模块和光纤模块连接；光纤模块与干涉信号产生模块连接，干涉信号产生模块与后向干涉信号采集模块连接；

触发控制模块控制脉冲光源模块输出预设重复频率和脉冲宽度的脉冲光信号，脉冲光信号进入放大偏振模块，放大偏振模块对脉冲光信号进行放大和偏振控制，并将脉冲光信号分成前向脉冲信号与后向脉冲信号；

前向脉冲信号进入干涉信号产生模块，干涉信号产生模块对前向脉冲信号进行干涉后输出前向干涉信号，前向干涉信号经过所述光纤模块和所述的多端口信号输出模块进入前向干涉信号采集模块，前向干涉信号采集模块在触发控制模块的控制下采集到前向干涉信号；

后向脉冲信号经过多端口信号输出模块和光纤模块进入干涉信号产生模块，干涉信号产生模块对后向脉冲信号进行干涉后输出后向干涉信号，后向干涉信号进入后向干涉信号采集模块，后向干涉信号采集模块在触发控制模块的控制下采集到后向干涉信号。

优选地，脉冲光源模块包括激光器、声光调制器和驱动器；激光器的输出端与声光调制器的光输入端连接，声光调制器的射频输入端与驱动器的射频输出端连接。

优选地，放大偏振模块包括光纤放大器、偏振控制器和第一耦合器；声光调制器的光输出端与光纤放大器的输入端连接，光纤放大器的输出端与偏振控制器的输入端连接，偏振控制器的输出端与第一耦合器的第一端口连接。

优选地，多端口信号输出模块包括环形器；第一耦合器的第二端口与环形器的第一端口连接。

优选地，光纤模块包括第一光纤；第一光纤的第一端与环形器的第二端口连接。

优选地，干涉信号产生模块包括第二耦合器、第三耦合器、第二光纤和第三光纤；第一耦合器的第三端口与第二耦合器的第一端口连接，第二耦合器的第二端口与第二光纤的第一端连接，第二耦合器的第三端口与第三光纤的第一端连接，第三耦合器的第一端口与第二光纤的第二端连接，第三耦合器的第二端口与第三光纤的第二端连接，第三耦合器的第三端口与第一光纤的第二端连接。

优选地，前向干涉信号采集模块包括第一探测器和第一数据采集器；第一探测器的输入端与环形器的第三端口连接，第一探测器的输出端与数据采集器的输入端连接。

优选地，后向干涉信号采集模块包括第二探测器和第二数据采集器；第二耦合器的第四端口与第二探测器的输入端连接，第二探测器的输出端与第二数据采集器的输入端连接。

优选地，触发控制模块包括触发源；触发源的第一端与驱动器的控制端连接，触发源的第二端与第一数据采集器的控制端连接，触发源的第三端与第二数据采集器的控制端连接。

优选地，放大偏振模块包括光纤放大器、第一耦合器、第一偏振控制器和第二偏振控制器；声光调制器的光输出端与光纤放大器的输入端连接，光纤放大器的输出端与第一耦合器的第一端口连接，第一耦合器的第二端口与第一偏振控制器的输入端连接，第一耦合器的第三端口与第二偏振控制器的输入端连接，放大偏振模块通过第一偏振控制器与多端口信号输出模块连接，放大偏振模块通过第二偏振控制器与干涉信号产生模块连接。

优选地，脉冲光源模块包括激光器、电光调制器和驱动器；激光器的输出端与电光调制器的光输入端连接，电光调制器的电输入端与驱动器的输出端连接，脉冲光源模块通过驱动器与触发控制模块连接，所述脉冲光源模块通过所述电光调制器与所述放大偏振模块连接。

优选地，脉冲光源模块包括激光器和驱动器；驱动器的输出端连接激光器的电接口，脉冲光源模块通过驱动器与触发控制模块连接，所述脉冲光源模块通过所述激光器与所述放大偏振模块连接。

本实用新型提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的有益效果是：在光纤振动传感装置中利用占空比更小的脉冲光源，这样脉冲光峰值功率较大的时候不会引起光纤的非线性现象，即只要保证脉冲光的平均光功率仍然低于光纤的非线性阈值，不会引起光纤的非线性现象，因此可以通过使系统输出更高脉冲光功率来增加测量距离。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的结构示意图；

图3为本实用新型第二实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的振动干涉点定位示意图；

图4为本实用新型第二实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的工作流程示意图；

图5为本实用新型第三实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的结构示意图；

图6为本实用新型第四实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的结构示意图；

图7为本实用新型第五实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的结构示意图。

10、触发控制模块；11、触发源；20、脉冲光源模块；21、激光器；22、声光调制器；23、驱动器；30、放大偏振模块；31、光纤放大器；32、偏振控制器；33、第一耦合器；40、多端口信号输出模块；41、环形器；50、光纤模块；51、第一光纤；60、干涉信号产生模块；61、第二耦合器；62、第三耦合器；63、第二光纤；64、第三光纤；70、前向干涉信号采集模块；71、第一探测器；72、第一数据采集器；80、后向干涉信号采集模块；81、第二探测器；82、第二数据采集器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

第一实施例：

参见图1，为本实用新型第一实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的结构示意图；

本实用新型提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，包括触发控制模块10、脉冲光源模块20、放大偏振模块30、多端口信号输出模块40、光纤模块50、干涉信号产生模块60、前向干涉信号采集模块70和后向干涉信号采集模块80；

触发控制模块10分别与脉冲光源模块20、前向干涉信号采集模块70和后向干涉信号采集模块80连接；脉冲光源模块20与放大偏振模块30连接，放大偏振模块30与干涉信号产生信号模块60和多端口信号输出模块40连接；多端口信号输出模块40分别与前向干涉信号采集模块70和光纤模块50连接；光纤模块50与干涉信号产生模块60连接，干涉信号产生模块60与后向干涉信号采集模块80连接；

触发控制模块10控制脉冲光源模块20输出预设重复频率和脉冲宽度的脉冲光信号，脉冲光信号进入放大偏振模块30，放大偏振模块30对脉冲光信号进放大和行偏振控制，并将脉冲光信号分成前向脉冲信号与后向脉冲信号；

前向脉冲信号进入干涉信号产生模块60，干涉信号产生模块60对前向脉冲信号进行干涉后输出前向干涉信号，前向干涉信号经过所述光纤模块50和所述的多端口信号输出模块40进入前向干涉信号采集模块70，前向干涉信号采集模块70在触发控制模块10的控制下采集到前向干涉信号；

后向脉冲信号80经过多端口信号输出模块40和光纤模块50进入干涉信号产生模块60，干涉信号产生模块60对后向脉冲信号进行干涉后输出后向干涉信号，后向干涉信号进入后向干涉信号采集模块80，后向干涉信号采集模块80在触发控制模块10的控制下采集到后向干涉信号。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，触发控制模块与脉冲光源模块连接，脉冲光源模块与放大偏振模块连接，由触发控制模块通过控制脉冲光源模块的触发频率，使得脉冲光源模块输出的脉冲光的重复频率和脉冲宽度在预设的范围，脉冲光模块输出的脉冲光进入放大偏振模块后，放大偏振模块对脉冲光信号进行放大、滤波以及偏振控制后，并将脉冲光信号分成两路，分别为前向脉冲信号、后向脉冲信号；

放大偏振模块与干涉信号产生模块连接，干涉信号产生模块与光纤模块连接，光纤模块与多端口信号输出模块连接，多端口信号输出模块还与前向干涉信号采集模块连接，而前向干涉信号采集模块还与触发控制模块连接，因此前向干涉脉冲信号进入干涉信号产生模块，干涉信号产生模块对前向干涉脉冲信号进行干涉后输出前向干涉信号，因此干涉信号产生模块输出的前向干涉信号经过光纤模块和多端口信号输出模块后，进入前向干涉信号采集模块，前向干涉信号采集模块在触发控制模块的控制下对前向干涉信号进行采集；

放大偏振模块还与多端口信号输出模块连接，光纤模块还与干涉信号产生模块连接，干涉信号产生模块还与后向干涉信号采集模块连接，后向干涉信号采集模块与触发控制模块连接；因此放大偏振模块输出的后向干涉脉冲信号经过多端口输出模块和光纤模块进入干涉信号产生模块，干涉信号产生模块对后向干涉脉冲信号进行干涉后输出后向干涉信号，后向干涉信号进入后向干涉信号采集模块，后向干涉信号采集模块在触发控制模块的控制下采集后向干涉信号；

通过对比采集到的前向干涉信号和后向干涉信号的干涉图样，对干涉图样进行分析计算，判断本次测量是否有振动事件发生。

第二实施例：

参见图2，为本实用新型第二实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的结构示意图；

优选地，脉冲光源模块20包括激光器21、声光调制器22和驱动器23；激光器21的输出端与声光调制器22的光输入端连接，声光调制器22的射频输入端与驱动器23的射频输出端连接。

优选地，放大偏振模块30包括光纤放大器31、偏振控制器32和第一耦合器33；声光调制器22的光输出端与光纤放大器31的输入端连接，光纤放大器31的输出端与偏振控制器32的输入端连接，偏振控制器32的输出端与第一耦合器33的第一端口连接。

优选地，多端口信号输出模块40包括环形器41；第一耦合器33的第二端口与环形器41的第一端口连接。

优选地，光纤模块50包括第一光纤51；第一光纤51的第一端与环形器41的第二端口连接。

优选地，干涉信号产生模块60包括第二耦合器61、第三耦合器62、第二光纤63和第三光纤64；第一耦合器33的第三端口与第二耦合器61的第一端口连接，第二耦合器61的第二端口与第二光纤63的第一端连接，第二耦合器61的第三端口与第三光纤64的第一端连接，第三耦合器62的第一端口与第二光纤63的第二端连接，第三耦合器62的第二端口与第三光纤64的第二端连接，第三耦合器62的第三端口与第一光纤51的第二端连接。

优选地，前向干涉信号采集模块70包括第一探测器71和第一数据采集器72；第一探测器71的输入端与环形器41的第三端口连接，第一探测器71的输出端与数据采集器72的输入端连接。

优选地，后向干涉信号采集模块80包括第二探测器81和第二数据采集器82；第二耦合器61的第四端口与第二探测器81的输入端连接，第二探测器81的输出端与第二数据采集器82的输入端连接。

优选地，触发控制模块10包括触发源11；触发源11的第一端与驱动器23的控制端连接，触发源11的第二端与第一数据采集器72的控制端连接，触发源11的第三端与第二数据采集器82的控制端连接。

需要说明的是，激光器发出连续光，经过驱动器和声光调制器调制成脉冲光，而触发源可以控制驱动器和声光调制器调制出的脉冲光的重复频率和脉冲宽度；声光调制器输出的脉冲光信号到达光纤放大器中，光纤放大器对脉冲光信号进行放大和滤波后，将脉冲光信号输出到偏振控制器，偏振控制器调整脉冲光信号的偏振，然后将脉冲光信号输出到第一耦合器，第一耦合器为1*2耦合器，将输入到第一耦合器的脉冲光信号分成两路信号，分别为前向脉冲光信号和后向脉冲光信号，其中前向脉冲光信号进入第二耦合器，第二耦合器为2*2耦合器，将从第一耦合器传输过来的前向脉冲光信号再次分成两路脉冲光信号，分别通过第二光纤和第三光纤到达第三耦合器的两个输入端，于是，第二耦合器、第二光纤、第三光纤和第三耦合器依次组成一个前向的马赫曾德干涉仪，对进入的前向脉冲光信号进行干涉后输出前向干涉信号，干涉后产生的前向干涉信号从第三耦合器的第三端口输出，经过第一光纤后到达环形器的第二端口，前向干涉信号进入环形器后，从环形器的第三端口进入到第一探测器中，第一数据采集器在触发源的控制下采集到前向干涉信号。

第一耦合器输出的后向脉冲光信号到达环形器的第一端口，进入环形器中，再从环形器的第二端口输出到第一光纤中，第二脉冲光信号经过第一光纤进入到第三耦合器中，第三耦合器将后向脉冲光信号分成两路，形成与原来的光信号传输方向相反的脉冲光信号，因此称为后向脉冲光信号，后向脉冲光信号经过第二光纤和第三光纤进入第二耦合器，即此时第三耦合器、第二光纤、第三光纤和第二耦合器依次构成一个后向的马赫曾德干涉仪，对后向脉冲光信号进行干涉并输出后向干涉信号，后向干涉信号从第二耦合器的第四端口输出，进入到第二探测器中，第二数据采集器在触发源的控制下采集到后向干涉信号。

通过对比第一数据采集器和第二数据采集器分别采集得到的前向干涉信号和后向干涉信号的干涉图样，计算前向干涉信号和后向干涉信号到达第一探测器和第二探测器的时间差，从而实现振动干涉点定位。

以下将结合第二实施例和图3所示的本实用新型第二实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的振动干涉点定位示意图，详述振动干涉点定位方法：

其中，以第二耦合器和第三耦合器之间的第二光纤和第三光纤作为本实用新型实施例提供的装置的传感感应部位，则，如果第二耦合器和第三耦合器之间的两个干涉臂是同一光缆的两芯光纤，则第二耦合器和第三耦合器之间的第二光纤和第三光纤的长度差距很小，即第二耦合器和第三耦合器之间的两个干涉臂的臂长差很小，可忽略不计，假设在距离第二耦合器Z米处发生了振动事件，而第一探测器和第二探测器分别接收到前向干涉信号和后向干涉信号的时间差为Δt，则

上式中的L为第二光纤或第三光纤的光纤长度，n为光纤折射率，则装置的定位精度为：

取c＝3×10⁸m/s，n＝1.467，当第一采集器和第二采集器的采样频率为20MHz，采样率即为采集器采集光信号的频率，对应的采样间隔为5×10^-8s，其装置的理论定位精度为Δx＝5.1米。

本实用新型实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置同步时间差确定步骤为：

激光器输出连续光，连续光进入声光调制器，声光调制器在触发源和驱动器的控制下将连续光调制成脉冲光，并输出脉冲光，记录触发声光调制器的时间为T0；

设置第一数据采集器和第二数据采集器为高速采集模式，优选地采样率为500MHz，然后分别记录第一数据采集器和第二数据采集器测量到脉冲光信号的时间分别是T1、T2；

计算得到前向脉冲同步测量时间差为t1＝T1-T0，后向脉冲同步测量时间差为t2＝T2-T0。

以下将结合第二实施例，图3以及图4所示的本实用新型第二实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的工作流程示意图，在上述的步骤流程基础上详述本实用新型实施例的工作流程，包括步骤S10至S80：

S10，判断所选择的光缆是否为首次测量，或者是判断所选择的光缆的同步时间是否需要矫正；

S21，如果所选择的光缆为首次测量或者是需要矫正同步时间，则进入同步时间差确定流程，分别获得第一数据采集器和第二数据采集器的同步时间，即上述的同步测量时间差t1和t2；

S22，如果所选择的光缆不是首次测量且不需要矫正同步时间，则自动获取上一次测量分别存储于第一数据采集器和第二数据采集器中的同步时间t1和t2；

S30，选择定位精度，定位精度根据公式可以计算得到，以定位精度为5米为例，可以计算得到第一数据采集器和第二数据采集器的采样间隔Δt＝5×10^-8s，则采样率为20MHz，设置第一数据采集器和第二数据采集器的采样率为20MHz，并设置触发源控制声光调制器的触发脉冲光的脉冲频率也为20MHz，脉冲宽度为10ns；

S40，触发源根据步骤S30中的设置触发声光调制器将连续光调制成符合预设脉冲频率和脉冲宽度的脉冲光，并记录触发源首个触发声光调制器的脉冲触发时间为t0；

S50，根据上述步骤S10-S40的设置，从t0时刻起延时t1时间后，即在t3＝t0+t1时刻，触发第一数据采集器开始采集前向干涉光信号；从t0时刻起延时t2时间后，即在t4＝t0+t2时刻，触发第二数据采集器开始采集后向干涉光信号；其中，第一数据采集器和第二数据采集器的采样率根据步骤S30进行设置；

S60，设定一个时间阈值区间，并根据设定的时间阈值区间，获取该区间内第一数据采集器和第二数据采集器在该时间区间内采集到的数据，优选地，设置该时间阈值区间为0.2s，即获取第一数据采集器和第二数据采集器在0.2s内根据上述步骤中的设置采集到的数据；

S70，对获取到的数据进行分析，判断在设定的时间阈值区间内是否存在振动事件，若是不存在振动事件，则继续获取下一个时间阈值区间内的数据继续进行分析判断；

S80，若是存在振动事件，对事件的振动点进行定位，并分析事件类型，输出报警事件；完成对振动事件的处理则继续获取下一时间阈值区间的数据进行分析。

第三实施例：

参见图5，是本实用新型第三实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的结构示意图；

优选地，放大偏振模块30包括光纤放大器、第一耦合器、第一偏振控制器和第二偏振控制器；声光调制器的光输出端与光纤放大器的输入端连接，光纤放大器的输出端与第一耦合器的第一端口连接，第一耦合器的第二端口与第一偏振控制器的输入端连接，第一耦合器的第三端口与第二偏振控制器的输入端连接，放大偏振模块30通过第一偏振控制器与多端口信号输出模块40连接，放大偏振模块30通过第二偏振控制器与干涉信号产生模块60连接。

需要说明的是，在第二实施例的基础上，放大偏振模块增加一个偏振器，则放大偏振模块包括光纤放大器、第一耦合器、第一偏振控制器和第二偏振控制器，则放大偏振模块的第一偏振控制器和第二偏振控制器分别可以对第一耦合器输出的前向干涉脉冲信号和后向干涉脉冲信号同时进行偏振态控制，可以增加对脉冲信号的偏振态调整范围，缩短对脉冲信号的调整时间，使得输出的前向脉冲信号和后向脉冲信号始终处于最佳干涉状态。

第四实施例：

参见图6，是本实用新型第四实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的结构示意图；

优选地，脉冲光源模块20包括激光器、电光调制器和驱动器；激光器的输出端与电光调制器的光输入端连接，电光调制器的电输入端与驱动器的输出端连接，脉冲光源模块20通过驱动器与触发控制模块10连接，所述脉冲光源模块20通过所述电光调制器与所述放大偏振模块30连接。

需要说明的是，在第二实施例的基础上，脉冲光源模块还可以包括激光器、电光调制器和驱动器，其中，激光器和电光调制器的光输入接口相连，电光调制器的光输出接口与放大调制模块的光纤放大器连接，电光调制器的电输入接口与驱动器的输出端口连接，驱动器的输入端口与触发控制模块的触发源的输出端口连接；因此，本实用新型实施例主要是把第二实施例中的脉冲光源模块通过对声光调制器的控制实现发出脉冲光换成对电光调制器的控制来输出脉冲光；而且，本实用新型实施例通过电光调制器来发出脉冲光，电光调制器具有更快的响应速度。

第五实施例：

参见图7，是本实用新型第五实施例提供的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置的结构示意图；

优选地，脉冲光源模块20包括激光器和驱动器；驱动器的输出端连接激光器的电接口，脉冲光源模块20通过驱动器与触发控制模块10连接，所述脉冲光源模块20通过所述激光器与所述放大偏振模块30连接。

需要说明的是，本实用新型实施例的脉冲光源模块包括激光器和驱动器，在第二实施例基础上，激光器的输出端口直接连接光纤放大器的输入端，激光器的电接口与驱动器的输出端口相连，驱动器的输入端口与触发控制模块的触发源的输出端口连接；在本实用新型实施例中，通过驱动器以及触发源的控制，使得激光器发出的连续光直接调制成脉冲光输出，输入到光纤放大器中，省略了声光调制器或电光调制器，使得系统结构简单。

需要说明的是，在本实用新型实施例提供第二实施例至第五实施例，优选地，第一光纤、第二光纤和第三光纤为在同一根光缆中的三根光纤，第一光纤为引导光纤，第二光纤和第三光纤为传感光纤，且光纤之间的臂长差可忽略不计；或者，第一光纤与第二光纤和第三光纤不是同一光缆的光纤，而第二光纤和第三光纤为同一光缆的两根光纤，且，第二光纤和第三光纤的光纤臂长长度差可忽略不计；

第一数据采集器和第二数据采集器优选为统一设置参数的采集卡内具有独立的触发功率的两个数据采集通道。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (12)

1.一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，包括触发控制模块、脉冲光源模块、放大偏振模块、多端口信号输出模块、光纤模块、干涉信号产生模块、前向干涉信号采集模块和后向干涉信号采集模块；

所述触发控制模块分别与所述脉冲光源模块、所述前向干涉信号采集模块和所述后向干涉信号采集模块连接；所述脉冲光源模块与所述放大偏振模块连接，所述放大偏振模块与所述干涉信号产生模块和所述多端口信号输出模块连接；所述多端口信号输出模块分别与所述前向干涉信号采集模块和所述光纤模块连接；所述光纤模块与所述干涉信号产生模块连接，所述干涉信号产生模块与所述后向干涉信号采集模块连接；

所述触发控制模块控制所述脉冲光源模块输出预设重复频率和脉冲宽度的脉冲光信号，所述脉冲光信号进入所述放大偏振模块，所述放大偏振模块对所述脉冲光信号进行放大和偏振控制，并将所述脉冲光信号分成前向脉冲信号与后向脉冲信号；

所述前向脉冲信号进入所述干涉信号产生模块，所述干涉信号产生模块对所述前向脉冲信号进行干涉后输出前向干涉信号，所述前向干涉信号经过所述光纤模块和所述的多端口信号输出模块进入所述前向干涉信号采集模块，所述前向干涉信号采集模块在所述触发控制模块的控制下采集到所述前向干涉信号；

所述后向脉冲信号经过所述多端口信号输出模块和所述光纤模块进入所述干涉信号产生模块，所述干涉信号产生模块对所述后向脉冲信号进行干涉后输出后向干涉信号，所述后向干涉信号进入所述后向干涉信号采集模块，所述后向干涉信号采集模块在所述触发控制模块的控制下采集到所述后向干涉信号。

2.如权利要求1所述的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述脉冲光源模块包括激光器、声光调制器和驱动器；所述激光器的输出端与所述声光调制器的光输入端连接，所述声光调制器的射频输入端与所述驱动器的射频输出端连接。

3.如权利要求2所述的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述放大偏振模块包括光纤放大器、偏振控制器和第一耦合器；所述声光调制器的光输出端与所述光纤放大器的输入端连接，所述光纤放大器的输出端与所述偏振控制器的输入端连接，所述偏振控制器的输出端与所述第一耦合器的第一端口连接。

4.如权利要求3所述的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述多端口信号输出模块包括环形器；所述第一耦合器的第二端口与所述环形器的第一端口连接。

5.如权利要求4所述的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述光纤模块包括第一光纤；所述第一光纤的第一端与所述环形器的第二端口连接。

6.如权利要求5所述的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述干涉信号产生模块包括第二耦合器、第三耦合器、第二光纤和第三光纤；所述第一耦合器的第三端口与所述第二耦合器的第一端口连接，所述第二耦合器的第二端口与所述第二光纤的第一端连接，所述第二耦合器的第三端口与所述第三光纤的第一端连接，所述第三耦合器的第一端口与所述第二光纤的第二端连接，所述第三耦合器的第二端口与所述第三光纤的第二端连接，所述第三耦合器的第三端口与所述第一光纤的第二端连接。

7.如权利要求6所述的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述前向干涉信号采集模块包括第一探测器和第一数据采集器；所述第一探测器的输入端与所述环形器的第三端口连接，所述第一探测器的输出端与所述数据采集器的输入端连接。

8.如权利要求7所述的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述后向干涉信号采集模块包括第二探测器和第二数据采集器；所述第二耦合器的第四端口与所述第二探测器的输入端连接，所述第二探测器的输出端与所述第二数据采集器的输入端连接。

9.如权利要求8所述的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述触发控制模块包括触发源；所述触发源的第一端与所述驱动器的控制端连接，所述触发源的第二端与所述第一数据采集器的控制端连接，所述触发源的第三端与所述第二数据采集器的控制端连接。

10.如权利要求2所述的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述放大偏振模块包括光纤放大器、第一耦合器、第一偏振控制器和第二偏振控制器；所述声光调制器的光输出端与所述光纤放大器的输入端连接，所述光纤放大器的输出端与所述第一耦合器的第一端口连接，所述第一耦合器的第二端口与所述第一偏振控制器的输入端连接，所述第一耦合器的第三端口与所述第二偏振控制器的输入端连接，所述放大偏振模块通过所述第一偏振控制器与所述多端口信号输出模块连接，所述放大偏振模块通过所述第二偏振控制器与所述干涉信号产生模块连接。

11.如权利要求1所述的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述脉冲光源模块包括激光器、电光调制器和驱动器；所述激光器的输出端与所述电光调制器的光输入端连接，所述电光调制器的电输入端与所述驱动器的输出端连接，所述脉冲光源模块通过所述驱动器与所述触发控制模块连接，所述脉冲光源模块通过所述电光调制器与所述放大偏振模块连接。

12.如权利要求1所述的一种基于脉冲光的分布式光纤振动传感装置，其特征在于，所述脉冲光源模块包括激光器和驱动器；所述驱动器的输出端连接所述激光器的电接口，所述脉冲光源模块通过所述驱动器与所述触发控制模块连接，所述脉冲光源模块通过所述激光器与所述放大偏振模块连接。