包括远端探测盒的探测单元及分布式物理量远端探测装置制造方法及图纸

本发明专利技术的包括远端探测盒的探测单元，包括远端探测盒。本发明专利技术还公开了对应的分布式物理量远端探测装置。本发明专利技术将一种探测单元应用在基于光频域反射技术的分布式物理量测量装置中，测量主机和被测结构之间不再占用系统测量长度，进而可以将传感光纤布置于离主机很远的地方，适用于测量主机和被测结构相距较远的测量场合。量场合。量场合。

【技术实现步骤摘要】
包括远端探测盒的探测单元及分布式物理量远端探测装置


[0001]本专利技术属于光纤传感
，涉及对物理量进行探测的装置。

技术介绍

[0002]基于光频域反射技术原理实现的分布式物理量测量是一种可以实现物理量分布式测量的一种技术手段，相关的较早的文献包：[1]Distributed measurement of static strain in an optical fiber with multiple Bragg gratings at nominally equal wavelengths[J].Applied Optics，1998，37(10):1741
‑
1746；[2]High
‑
spatial
‑
resolution distributed strain measurement in optical fiber with Rayleigh scatter[J].Applied Optics，1998，37(10):1735
‑
1740。根据现有技术报道，基于光频域反射技术原理实现的分布式物理量测量装置中，传感或测量的长度是有限的，一方面和非线性校正方法有关，如采用辅助干涉仪作为外时钟对测量干涉光路采样，此时最长测量长度为辅助干涉仪光程差的四分之一(Song，J.，et al.，Long
‑
Range High Spatial Resolution Distributed Temperature and Strain Sensing Based on Optical Frequency
‑
Domain Reflectometry.IEEE Photonics Journal，2014.6(3):p.1
‑
8.)。此外，最长测量距离还和光源的相位噪声和系统噪声水平有关。在实际工程和系统设计上，最大测量长度往往还不只是上述两个因素，而是综合考虑分布式物理量解调速度，数据量，精度等等因素。但是，可以肯定的是尽管在追求上测量长度越长越好，但是实际系统或产品上这一长度是有限的。一般作为传感或测量用的基于光频域反射技术原理实现的分布式物理量测量装置中，测量长度一般只有十几米。这一长度限制了该装置在某些特定场合的应用。尤其是测量主机和被测结构之间间隔很远的场景，从测量主机到被测结构之间的这段光纤很长，而这部分光纤占用了一部分系统测量长度，导致能够真正用在被测结构上的传感光纤长度大为减小。本专利技术为了解决这一问题，在分布式物理量测量装置引入一种分布式物理量远端探测装置，目的是使得测量主机和被测结构之间的光纤不占用测量长度，这一专利技术在实际工程应用将具有很大价值。缓解了系统对测量长度指标的压力，将全部测量长度都用于被测结构。

技术实现思路

[0003]本申请的一些实施例提供了一种包括远端探测盒的探测单元，用于延长分布式物理量远端探测装置的探测范围，所述远端探测盒包括：远端第一光纤耦合器，所述远端第一光纤耦合器包括本体，直接地或间接地耦合于激光光源以将激光光源发出的探测光引入本体的第一端口，用于输出所述探测光的第二端口和第三端口；其中，所述本体被配置为能够将自所述第一端口导入的探测光传输至所述第二端口和第三端口；主路干涉仪，包括远端环形器以及与所述远端环形器耦合的远端第二光纤耦合器，其中所述远端环形器配置为接收来自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光并将其导入传感光纤，从所述传感光纤接收包括被测物理量信息的测量光并将所述测量光导入所述远端第二光纤耦合器；其中所述远
端第二光纤耦合器配置为使得接收自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光与接收自所述远端环形器的所述测量光相干涉形成干涉光并将所述干涉光通过其第一输出端和第二输出端向外输送。
[0004]本申请的另一些实施例提供了一种分布式物理量远端探测装置，具有延长的探测范围，其包括：远端第一光纤耦合器，所述远端第一光纤耦合器包括本体，直接地或间接地耦合于激光光源以将激光光源发出的探测光引入本体的第一端口，用于输出所述探测光的第二端口和第三端口；其中，所述本体被配置为能够将自所述第一端口导入的探测光传输至所述第二端口和第三端口；主路干涉仪，包括远端环形器以及与所述远端环形器耦合的远端第二光纤耦合器，其中所述远端环形器配置为接收来自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光并将其导入传感光纤，从所述传感光纤接收包括被测物理量信息的测量光并将所述测量光导入所述远端第二光纤耦合器；其中所述远端第二光纤耦合器配置为使得接收自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光与接收自所述远端环形器的测量光相干涉形成干涉光并将所述干涉光通过其第一输出端和第二输出端向外输送；测量主机，包括所述激光光源以提供连续调谐探测激光，差动光电探测器，所述差动观点探测器配置为从所述远端第二光纤耦合器的所述第一输出端和第二输出端接收所述干涉光；以及缓冲光缆，包括至少第一光纤通、第二光纤通路和第三光纤通路，其中所述第一光纤通路配置为将所述激光光源耦合于所述远端第一光纤耦合器，所述第二光纤通路和第三光纤通路配置为将所述远端第二光纤耦合器的所述第一输出端和第二输出端耦合至所述差动光电探测器。
[0005]本申请的一些实施例提供了一种包括远端探测盒的探测单元，用于延长分布式物理量远端探测装置探测范围，所述远端探测盒包括：远端第一光纤耦合器，所述远端第一光纤耦合器包括本体，直接地或间接地耦合于激光光源以将激光光源发出的探测光引入本体的第一端口，用于输出所述探测光的第二端口和第三端口；其中，所述本体被配置为能够将自所述第一端口导入的探测光传输至所述第二端口和第三端口；主路干涉仪，包括远端环形器以及与所述远端环形器耦合的远端第二光纤耦合器，其中所述远端环形器配置为接收来自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光并将其导入传感光纤，从所述传感光纤接收包括被测物理量信息的测量光并将所述测量光导入所述远端第二光纤耦合器；其中所述远端第二光纤耦合器配置为使得接收自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光与接收自所述远端环形器的测量光相干涉并将所述干涉光通过其第一输出端向外输送。
[0006]本申请的又一些实施例提供了一种分布式物理量远端探测装置，具有延长的探测范围，其包括：远端第一光纤耦合器，所述远端第一光纤耦合器包括本体，直接地或间接地耦合于激光光源以将激光光源发出的探测光引入本体的第一端口，用于输出所述探测光的第二端口和第三端口；其中，所述本体被配置为能够将自所述第一端口导入的探测光传输至所述第二端口和第三端口；主路干涉仪，包括远端环形器以及与所述远端环形器耦合的远端第二光纤耦合器，其中所述远端环形器配置为接收来自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光并将其导入传感光纤，从所述传感光纤接收包括被测物理量信息的测量光并将所述测量光导入所述远端第二光纤耦合器；其中所述远端第二光纤耦合器配置为使得接收自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光与接收自所述远端环形器的测量光相干涉并将所述干涉光通过其第一输出端向外输送；测量主机，包括所述激光光源以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包括远端探测盒的探测单元，用于延长分布式物理量远端探测装置的探测范围，其特征在于，所述远端探测盒包括：远端第一光纤耦合器，所述远端第一光纤耦合器包括本体，直接地或间接地耦合于激光光源以将激光光源发出的探测光引入本体的第一端口，用于输出所述探测光的第二端口和第三端口；其中，所述本体被配置为能够将自所述第一端口导入的探测光传输至所述第二端口和第三端口；主路干涉仪，包括远端环形器以及与所述远端环形器耦合的远端第二光纤耦合器，其中所述远端环形器配置为接收来自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光并将其导入传感光纤，从所述传感光纤接收包括被测物理量信息的测量光并将所述测量光导入所述远端第二光纤耦合器；其中所述远端第二光纤耦合器配置为使得接收自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光与接收自所述远端环形器的所述测量光相干涉形成干涉光并将所述干涉光通过其第一输出端和第二输出端向外输送。2.一种分布式物理量远端探测装置，具有延长的探测范围，其特征在于：该装置包括：远端第一光纤耦合器，所述远端第一光纤耦合器包括本体，直接地或间接地耦合于激光光源以将激光光源发出的探测光引入本体的第一端口，用于输出所述探测光的第二端口和第三端口；其中，所述本体被配置为能够将自所述第一端口导入的探测光传输至所述第二端口和第三端口；主路干涉仪，包括远端环形器以及与所述远端环形器耦合的远端第二光纤耦合器，其中所述远端环形器配置为接收来自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光并将其导入传感光纤，从所述传感光纤接收包括被测物理量信息的测量光并将所述测量光导入所述远端第二光纤耦合器；其中所述远端第二光纤耦合器配置为使得接收自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光与接收自所述远端环形器的测量光相干涉形成干涉光并将所述干涉光通过其第一输出端和第二输出端向外输送；测量主机，包括所述激光光源以提供连续调谐探测激光，差动光电探测器，所述差动观点探测器配置为从所述远端第二光纤耦合器的所述第一输出端和第二输出端接收所述干涉光；以及缓冲光缆，包括至少第一光纤通、第二光纤通路和第三光纤通路，其中所述第一光纤通路配置为将所述激光光源耦合于所述远端第一光纤耦合器，所述第二光纤通路和第三光纤通路配置为将所述远端第二光纤耦合器的所述第一输出端和第二输出端耦合至所述差动光电探测器。3.一种包括远端探测盒的探测单元，用于延长分布式物理量远端探测装置探测范围，其特征在于，所述远端探测盒包括：远端第一光纤耦合器，所述远端第一光纤耦合器包括本体，直接地或间接地耦合于激光光源以将激光光源发出的探测光引入本体的第一端口，用于输出所述探测光的第二端口和第三端口；其中，所述本体被配置为能够将自所述第一端口导入的探测光传输至所述第二端口和第三端口；主路干涉仪，包括远端环形器以及与所述远端环形器耦合的远端第二光纤耦合器，其中所述远端环形器配置为接收来自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光并将其导入传感光纤，从所述传感光纤接收包括被测物理量信息的测量光并将所述测量光导入所述远端
第二光纤耦合器；其中所述远端第二光纤耦合器配置为使得接收自所述远端第一光纤耦合器的所述探测光与接收自...

【专利技术属性】
技术研发人员：武湛君，赵士元，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：