一種具有兩種參數測量功能的分布式光纖傳感裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及分布式光纖傳感裝置，尤其涉及一種能夠感應多種信號(如同時測量振動和溫度功能)的分布式光纖傳感裝置。
【背景技術】
[0002]分布式光纖傳感系統主要用于交通、建筑、電力、煤礦、石化等行業，其作用是實時測量這些重要的場所的各種參數。它對于保證工業系統設備正常運行，保障生命和財產的安全起著重要的作用。
[0003]現有的分布式光纖傳感裝置是由激光驅動器、激光器、耦合器、濾波器、光電探測器、數據采集器和計算機組成。其工作原理為:激光器被調制成脈沖光信號輸出，連續不斷地向傳感光纖中發射脈沖光信號，脈沖光在光纖中傳輸過程中會發生后向散射，由于某一類光譜對溫度、應力或振動是敏感的，通過耦合器和濾波器的組合將后向散射光中的某一種光譜分離出來，再經過光電轉換和信號放大處理后進行數據采集，然后再將采集到的數據送往計算機進行處理計算，最終得出所需要的數據。
[0004]在實際應用中，很多應用場合都需要同時能監測多個參數。但現有的分布式光纖傳感裝置，只能測量單一的參數；要么只能測量溫度，要么只能測量應力，要么測振動，無法同時對兩個參數進行測量。
[0005]現有的分布式光纖傳感裝置存在的缺陷和不足如下:
[0006]I)只能對單一的參數進行測，無法同時測量多個參數；
[0007]2)同時測量多個參數時，采用多套系統的簡單疊加來實現，系統結構復雜且成本較高；
[0008]3)測量多個參數時需要多根光纖，占用光纖資源大；
[0009]4)采用計算機處理數據，處理速度慢，影響傳感系統的響應速度。
【實用新型內容】
[0010]本實用新型所要解決的技術問題是實現一種能夠同時測量兩路參數信號的分布式光纖傳感裝置。
[0011]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為:具有兩種參數測量功能的分布式光纖傳感裝置，激光器發出連續的光信號經過光分路器分成兩路光信號，其中一路輸送至聲光調制器，另一路輸送至光纖耦合器，所述聲光調制器由脈沖驅動器驅動向光放大器發出脈沖光信號，所述光放大器將放大的脈沖光信號經過環形器輸入到傳感光纖中，所述傳感光纖中產生的后向散射光通過所述環形器的返回端口輸出到濾波分光器中；
[0012]所述濾波分光器具有三路輸出，將輸入的光信號中的瑞利散射光、斯托克斯散射光和反斯托克斯散射光分離輸出，所述瑞利散射光輸送至所述的光纖耦合器，所述光纖耦合器輸出光信號至光電探測器C，所述光電探測器c輸出電信號至數據采集器a將模擬電信號轉換成數字電信號并向外輸出，所述斯托克斯光和反斯托克斯分別輸送至光電探測器a和光電探測器b，所述光電探測器a和光電探測器b輸出電信號至數據采集器b將模擬電信號轉換成數字電信號并向外輸出。
[0013]本實用新型分布式光纖傳感裝置可以實現對溫度和振動進行同時測量；在同一根光纖中實現了振動和溫度的傳感，節約了光纖資源，節約了成本；采用干涉法對瑞利后向散射光進行解調，提高振動信號傳感的靈敏度；采用高速FPGA芯片對數據進行處理，提高了系統的傳感速度。
【附圖說明】
[0014]下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內容作簡要說明:
[0015]圖1為本實用新型分布式光纖振動溫度融合傳感裝置結構圖；
[0016]圖2為本實用新型濾波分光器結構圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，具有兩種參數測量功能的分布式光纖傳感裝置包括激光器1、光分路器2、聲光調制器3、光放大器4、環形器5、傳感光纖6、脈沖驅動器7、濾波分光器8、光纖親合器9、光電探測器、數據采集器、數據處理器15和計算機16。下面以同時對溫度和振動進行實時分布式測量的裝置為例進行說明。
[0018]激光器1，采用窄線寬的光纖激光器1，用于產生功率為0_40mW、光譜寬度小于1kHz的連續光信號；
[0019]光分路器2，用于將激光器I輸出的光信號分成兩路，兩路光的分光比為9:1 ；
[0020]脈沖驅動器7，用于將激光器I發出的連續光信號調制成所需要的脈沖光信號；
[0021]光放大器4，采用摻鉺光纖放大器，用于對調制后的脈沖光纖進行放大，放大倍數可調；
[0022]環形器5，采用光纖環形器5，用于將光纖中返回的后向散射光分離出來，輸出給濾波分光器8 ；
[0023]濾波分光器8，采用光纖和透反式濾波片組合，將后向散射光中的瑞利散射光、斯托克斯散射光、反斯托克斯散射分離出來；
[0024]光纖耦合器9，將光分路器2的其中一路輸出光信號和瑞利后向散射光信號進行耦合，實現對瑞利后向散射光的干涉解調；
[0025]光電轉換器，采用高靈敏度APD雪崩二極管來探測激光，將光信號轉換電信號；
[0026]數據采集器，采用高速數據采集芯片，運行速度為100Mb/S ;
[0027]數據處理器15，采用高速FPGA處理芯片，實現對后向散射光進行分析和處理；
[0028]傳感光纖6，采用康寧公司的SM_28e+型普通單模光纖，用于對外界振動和溫度的傳感；
[0029]計算機16，采用工業級計算機16，實現數據的存儲和展示。
[0030]其中計算機16和傳感光纖6是外圍設備，其他設備是封閉在一個箱體內，計算機16通過數據通信接口和數據處理器15進行通信讀取內部數據，并將數據顯示在圖形界面上。
[0031]裝置連接結構如下:激光器I輸出連續的光信號經過光分路器2后被分成9:1的兩路光信號，其中功率為90%的一路光信號由聲光調制器3調制成一定寬度、一定重復頻率的脈沖光信號，聲光調制器3由脈沖驅動器7驅動，脈沖信號被光放大器4放大后，經過環形器5輸入到傳感光纖6中；傳感光纖6中產生的后向散射光通過環形器5的返回端口輸出到濾波分光器