光纤振动监测系统技术方案

本申请涉及一种光纤振动监测系统。所述系统包括：第一光信号发生模块，用于产生光信号；第一信号发生模块，用于对所述光信号进行处理得到至少两个不同移频量交替变化的探测信号；第一信号发送模块，用于依次发送所述探测信号至所述待测光纤，且当前探测信号是在前一探测信号对应的触发响应信号接收后发送的；第一信号接收模块，用于从所述待测光纤接收所述探测信号在所述待测光纤返回的的响应信号；第一信号处理模块，用于对所述光信号以及对所述第一接收模块接收到的响应信号进行处理，得到对应的待处理信号，并根据待处理信号进行处理以得到振动事件的信息。采用本方法能够提升光纤监测中的响应频率。测中的响应频率。测中的响应频率。

【技术实现步骤摘要】
光纤振动监测系统


[0001]本申请涉及光纤传感
，特别是涉及一种光纤振动监测系统。

技术介绍

[0002]随着光纤传感技术的发展，基于相位敏感光时域反射(φ
‑
OTDR)的分布式光纤声波传感(DAS)技术通过对光纤中背向瑞利散射光的相位信息进行解调，可以准确还原振动事件的频率、强度和位置信息，因此被广泛应用于入侵监测、油气管线防外破监测、海底管线安全监测、结构健康检测等领域。
[0003]在需要监测的光缆长度超过DAS设备传感能力时，通常使用两台DAS设备在目标光缆两端分别使用两根光纤对测，在监测过程中为了避免前一个探测脉冲瑞利散射信号对后一脉冲瑞利散射信号的影响，必须等待前一个探测脉冲的瑞利散射信号从整条光纤往返之后才能发送下一个探测脉冲。因此，在传统的分布式光纤振动传感对测中，增加了额外的等待时间，降低了对振动信号频率及强度的响应范围。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够减少等待时间的光纤振动监测系统。
[0005]一种光纤振动监测系统，所述光纤振动监测系统包括：
[0006]第一光信号发生模块，用于产生光信号；
[0007]第一信号发生模块，所述第一信号发生模块的输入端与所述第一光信号发生模块的输出端相连接，控制端与第一信号处理模块的输出端相连接，输出端与第一信号发送模块的输入端相连接；所述第一信号发生模块用于根据所述第一信号处理模块的控制信号对所述光信号进行处理得到至少两个不同移频量的探测信号；/>[0008]第一信号发送模块，所述第一信号发送模块的输出端与待测光纤相连接，所述第一信号发送模块用于依次发送所述探测信号至所述待测光纤；
[0009]第一信号接收模块，所述第一信号接收模块的输入端与所述待测光纤相连接，输出端与所述第一信号处理模块的输入端相连接，所述第一信号接收模块用于从所述待测光纤接收所述探测信号对应产生的响应信号；
[0010]第一信号处理模块，所述第一信号处理模块用于对所述第一光信号发生模块产生的所述光信号以及对所述第一接收模块接收到的响应信号进行处理，得到对应的待处理信号，并根据待处理信号进行处理以得到振动事件的信息。
[0011]在其中一个实施例中，所述第一信号发生模块包括频率采样单元以及信号发生单元，所述第一光信号发生模块包括光产生器，所述光产生器的输出端与所述频率采样单元的输入端相连接，所述频率采样单元的控制端与所述信号发生单元的输出端相连接，所述信号发生单元的控制端与所述第一信号处理模块的输出端相连接；
[0012]所述光产生器产生光信号，并输出光信号至频率采样单元；所述频率采样单元在
所述信号发生单元的控制下对所述光信号进行调制得到至少两个不同移频量交替变化的探测信号；
[0013]所述频率采样单元包括扫频子单元和脉冲子单元，所述扫频子单元的输入端与所述光产生器的输出端相连接，控制端与所述信号发生单元的第一输出端相连接，输出端与所述脉冲子单元的输入端相连接，所述脉冲子单元的控制端与所述信号发生单元的第二输出端相连接，输出端与所述第一信号发送模块的输入端相连接；所述扫频子单元的调制周期和所述脉冲子单元调制周期不同，所述扫频子单元用于将所述光信号调制为线性扫频光，所述脉冲子单元用于将所述线性扫频光调制为窄脉宽的探测信号；或者所述频率采样单元包括扫频子单元，所述扫频子单元的输入端与所述光产生器的输出端相连接，控制端与所述信号发生单元的输出端相连接，输出端与所述第一信号发送模块的输入端相连接；所述扫频子单元用于在所述信号发生单元的控制下对所述光信号进行调制得到扫频光，配合第一信号处理模块的滤波功能得到至少两个不同移频量交替变化的探测信号。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一信号发送模块包括第一光纤放大器以及第一环形器，所述第一光纤放大器的输入端与所述第一信号发生模块的输出端相连接，输出端与所述第一环形器的第一端相连接，所述第一环形器的第二端与所述待测光纤相连接；
[0015]所述第一光纤放大器用于对所述探测信号进行放大处理，并将放大后的探测信号通过第一环形器的第一端和第二端发射至所述待测光纤上。
[0016]在其中一个实施例中，所述第一信号接收模块包括第二耦合器；所述第二耦合器的第二输入端与所述第一环形器的第三端相连接，输出端与所述第一信号处理模块的输入端相连接；
[0017]所述第一环形器的第三端口接收所述探测信号产生的响应信号，并将所述响应信号传输至所述第二耦合器。
[0018]在其中一个实施例中，所述第一信号处理模块包括第一数据预处理单元和第一信号处理器；所述第一光信号发生模块还包括第一耦合器；所述第一耦合器的输入端与所述光产生器的输出端相连接，第一输出端与所述频率采样单元的输入端相连接，第二输出端与所述第二耦合器的第一输入端相连接；所述第一数据预处理单元的输入端分别与所述第二耦合器的输出端相连接，所述第一数据预处理单元的输出端与第一信号处理器的输入端相连接；
[0019]所述第一数据预处理单元对所述第二耦合器输出的拍频干涉信号进行预处理后形成数据流发给所述第一信号处理器，所述第一信号处理器对所述数据流进行处理得到振动事件的信息。
[0020]一种两端对测的光纤振动监测系统，包括两个上述任意一个实施例中的光纤振动监测系统，两个所述光纤振动监测系统分别位于待测光缆的两端，且两个所述光纤振动监测系统在同一时间发送的探测信号频率不同。
[0021]在其中一个实施例中，两个所述光纤振动监测系统在工作中周期性地或在工作之前进行时钟同步；所述时钟同步之前还判断是否需要进行时钟同步。
[0022]一种并行监测的振动监测系统，所述并行监测的振动监测系统包括：
[0023]第二光信号发生模块，所述第二光信号发生模块包括光产生器，用于产生光信号；
[0024]第二信号发生模块，所述第二信号发生模块的输入端与所述第二光信号发生模块
的输出端相连接，控制端与第二信号处理模块的输出端相连接，输出端与第二信号发送模块的输入端相连接；所述第二信号发生模块用于根据所述第二信号处理模块对所述光信号进行处理得到至少两个不同移频量交替变化的探测信号；
[0025]第二信号发送模块，所述第二信号发送模块的输出端与待测光纤相连接，所述第二信号发送模块用于并行依次发送所述探测信号至至少两路待测光纤；
[0026]第二信号接收模块，所述第二信号接收模块的输入端与所述待测光纤相连接，输出端与所述第二信号处理模块的输入端相连接，所述第二信号接收模块用于从所述待测光纤接收所述探测信号对应产生的响应信号；
[0027]第二信号处理模块，所述第二信号处理模块用于对所述第二光信号发生模块产生的所述光信号以及对至少一个所述第二接收模块接收到的响应信号进行处理，得到每一所述待测光纤对应的待处理信号，并根据待处理信号进行处理以得到振动事件的信息。
[0028]在其中一个实施例中，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤振动监测系统，其特征在于，所述光纤振动监测系统包括：第一光信号发生模块，用于产生光信号；第一信号发生模块，所述第一信号发生模块的输入端与所述第一光信号发生模块的输出端相连接，控制端与第一信号处理模块的输出端相连接，输出端与第一信号发送模块的输入端相连接；所述第一信号发生模块用于根据所述第一信号处理模块的控制信号对所述光信号进行处理得到至少两个不同移频量的探测信号；第一信号发送模块，所述第一信号发送模块的输出端与待测光纤相连接，所述第一信号发送模块用于依次发送所述探测信号至所述待测光纤；第一信号接收模块，所述第一信号接收模块的输入端与所述待测光纤相连接，输出端与所述第一信号处理模块的输入端相连接，所述第一信号接收模块用于从所述待测光纤接收所述探测信号对应产生的响应信号；第一信号处理模块，所述第一信号处理模块用于对所述第一光信号发生模块产生的所述光信号以及对所述第一接收模块接收到的响应信号进行处理，得到对应的待处理信号，并根据待处理信号进行处理以得到振动事件的信息。2.根据权利要求1所述的光纤振动监测系统，其特征在于，所述第一信号发生模块包括频率采样单元以及信号发生单元，所述第一光信号发生模块包括光产生器，所述光产生器的输出端与所述频率采样单元的输入端相连接，所述频率采样单元的控制端与所述信号发生单元的输出端相连接，所述信号发生单元的控制端与所述第一信号处理模块的输出端相连接；所述光产生器产生光信号，并输出光信号至频率采样单元；所述频率采样单元在所述信号发生单元的控制下对所述光信号进行调制得到至少两个不同移频量交替变化的探测信号；所述频率采样单元包括扫频子单元和脉冲子单元，所述扫频子单元的输入端与所述光产生器的输出端相连接，控制端与所述信号发生单元的第一输出端相连接，输出端与所述脉冲子单元的输入端相连接，所述脉冲子单元的控制端与所述信号发生单元的第二输出端相连接，输出端与所述第一信号发送模块的输入端相连接；所述扫频子单元的调制周期和所述脉冲子单元调制周期不同，所述扫频子单元用于将所述光信号调制为线性扫频光，所述脉冲子单元用于将所述线性扫频光调制为窄脉宽的探测信号；或者所述频率采样单元包括扫频子单元，所述扫频子单元的输入端与所述光产生器的输出端相连接，控制端与所述信号发生单元的输出端相连接，输出端与所述第一信号发送模块的输入端相连接；所述扫频子单元用于在所述信号发生单元的控制下对所述光信号进行调制得到扫频光，配合第一信号处理模块的滤波功能得到至少两个不同移频量交替变化的探测信号。3.根据权利要求1所述的光纤振动监测系统，其特征在于，所述第一信号发送模块包括第一光纤放大器以及第一环形器，所述第一光纤放大器的输入端与所述第一信号发生模块的输出端相连接，输出端与所述第一环形器的第一端相连接，所述第一环形器的第二端与所述待测光纤相连接；所述第一光纤放大器用于对所述探测信号进行放大处理，并将放大后的探测信号通过第一环形器的第一端和第二端发射至所述待测光纤上。4.根据权利要求1所述的光纤振动监测系统，其特征在于，所述第一信号接收模块包括
第二耦合器；所述第二耦合器的第二输入端与所述第一环形器的第三端相连接，输出端与所述第一信号处理模块的输入端相连接；所述第一环形器的第三端口接收所述探测信号产生的响应信号，并将所述响应信号传输至所述第二耦合器。5.根据权利要求1所述的光纤振动监测系统，其特征在于，所述第一信号处理模块包括第一数据预处理单元和第一信号处理器；所述第一光信号发生模块还包括第一耦合器；所述第一耦合器的输入端与所述光产生器的输出端相连接，第一输出端与所述频率采样单元的输入端相连接，第二输出端与所述第二耦合器的第一输入端相连接；所述第一数据预处理单元的输入端分别与所述第二耦合器的输出端相连接，所述第一数据预处理单元的输出端与第一信号处理器的输入端相连接；所述第一数据预处理单元对所述第二耦合器输出的拍频干涉信号进行预处理后形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：金华，陈科新，姜明武，
申请(专利权)人：苏州光格科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：