專(zhuān)利名稱(chēng)：光纖分布式擾動(dòng)傳感器及其實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖傳感器，尤其涉及一種光纖分布式擾動(dòng)傳感器及其實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位 的方法。
背景技術(shù)：
光纖傳感器由于其抗電磁干擾、體積小、重量輕、敏感度高、易于組網(wǎng)、特別是可以 實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量等優(yōu)良特性，在工業(yè)、民用和軍事領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。其中，光纖分布 式擾動(dòng)傳感器在周界報(bào)警、輸油管道監(jiān)測(cè)和其它結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中具有重要意義。
目前，根據(jù)工作原理的區(qū)別，光纖分布式傳感器有干涉儀型、光纖光柵型、光時(shí)域反 射計(jì)型、強(qiáng)度調(diào)制型以及散射型等多種類(lèi)型。其中，干涉儀型分布式傳感器具有實(shí)現(xiàn)原理 簡(jiǎn)單、靈敏度高、器件成本低、適于長(zhǎng)距離傳感用等優(yōu)良特性，已經(jīng)成為光纖分布式擾動(dòng) 傳感器的主要技術(shù)方案。
現(xiàn)有技術(shù)中，干涉儀型光纖分布式擾動(dòng)傳感器多采用雙干涉儀結(jié)構(gòu)，例如雙馬赫澤德 干涉儀結(jié)構(gòu)、薩格奈克-馬赫澤德千涉儀結(jié)構(gòu)等。
如圖1所示，是基于雙馬赫澤德干涉儀的光纖分布式擾動(dòng)傳感器的光路原理圖。光源 發(fā)出的光波經(jīng)由耦合器l分光， 一部分經(jīng)過(guò)耦合器2注入傳感臂L和參考臂U，在耦合器3處 發(fā)生干涉，通過(guò)光纖Ld傳輸，由光電探測(cè)器l接收，構(gòu)成了第一干涉儀。耦合器l輸出的另 一路光波經(jīng)過(guò)光纖L。傳輸，從耦合器3處注入傳感臂La和參考臂Lb，在耦合器2處發(fā)生干涉， 由光電探測(cè)器2接收，構(gòu)成了第二干涉儀。以上光路中的光纖均為單模光纖。其中，*(t) 是擾動(dòng)引起的相位調(diào)制，當(dāng)擾動(dòng)施加在傳感臂時(shí)，以上兩個(gè)馬赫澤德干涉儀受到相同的相 位調(diào)制4)(t)，但由于兩個(gè)干涉儀中擾動(dòng)位置距離探測(cè)器的光纖長(zhǎng)度不同，該擾動(dòng)調(diào)制信號(hào) 到達(dá)兩個(gè)探測(cè)器的時(shí)間不同，分別為L(zhǎng)和t2，通過(guò)確定時(shí)間差t,- t2，可以獲得擾動(dòng)位置， 實(shí)現(xiàn)定位。
再參見(jiàn)圖l，假設(shè)擾動(dòng)發(fā)生在傳感臂的x位置，則第一干涉儀(即耦合器3)的擾動(dòng)信 號(hào)到達(dá)光電探測(cè)器l走過(guò)的光程為n(LfX+Ld)，第二干涉儀(即耦合器2)的擾動(dòng)信號(hào)到達(dá)光 電探測(cè)器2走過(guò)的光程為nx，兩個(gè)干涉儀的擾動(dòng)信號(hào)達(dá)到探測(cè)器的時(shí)間差為
△ t = n (L-2x+Ld)/c (1)其中，n為光纖纖芯的有效折射率，c為光在真空中的速度。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)擾動(dòng)位置的定 位，只需測(cè)量At，通過(guò)下式即可計(jì)算出擾動(dòng)位置x:
x = (La+Ld— cAt/n)/2 (2)
在后續(xù)的定位處理中，因?yàn)閮蓚€(gè)干涉儀的相位調(diào)制信號(hào)在理論上是完全相關(guān)的，僅僅 存在時(shí)延，通過(guò)計(jì)算互相關(guān)函數(shù)，確定出互相關(guān)函數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的時(shí)延，即可得到時(shí)間 差。
如圖2所示，是基于雙馬赫澤德干涉儀型分布式擾動(dòng)傳感器的定位算法的原理圖。
上述現(xiàn)有技術(shù)，基于雙馬赫澤德干涉儀型光纖分布式擾動(dòng)傳感器至少存在以下缺點(diǎn) 由于長(zhǎng)距離傳感降低成本的需要，傳感器均采用單模光纖。由于單模光纖本身固有的 本征雙折射和外界隨機(jī)因素導(dǎo)致的誘導(dǎo)雙折射，單模光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ钠駪B(tài)會(huì)發(fā)生隨 機(jī)變化，從而使得發(fā)生干涉時(shí)，分別在傳感臂和參考臂中傳輸光波的處于相同振動(dòng)方向的 光矢量(電場(chǎng)矢量)分量的幅值發(fā)生隨機(jī)變化，從而使干涉儀輸出信號(hào)的幅值發(fā)生變化， 特別在兩臂光波偏振態(tài)正交時(shí)，將不能發(fā)生干涉，干涉儀輸出信號(hào)的幅值為0，使傳感器完 全失效。
由于干涉儀輸出信號(hào)幅度的不穩(wěn)定性，可能使傳感器在一定的時(shí)間范圍內(nèi)出現(xiàn)無(wú)輸出 信號(hào)的失效情況，影響了傳感器在實(shí)際監(jiān)測(cè)應(yīng)用中的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能保持干涉儀輸出信號(hào)具有穩(wěn)定的可用幅度的光纖分布式擾 動(dòng)傳感器及其實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位的方法。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的光纖分布式擾動(dòng)傳感器，包括第一干涉儀、第二干涉儀，所述第一干涉儀和 第二干涉儀的輸出端分別連接有分光器，所述分光器的多路輸出端分別連接有檢偏器，所 述檢偏器之后連接有光電探測(cè)器。
本發(fā)明的上述的光纖分布式擾動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位的方法，包括步驟
首先，將每個(gè)干涉儀的輸出信號(hào)分成多路光波；
然后，根據(jù)兩個(gè)干涉儀的輸出信號(hào)的多路光波進(jìn)行擾動(dòng)定位。
由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所述的光纖分布式擾動(dòng)傳感器及其實(shí) 現(xiàn)擾動(dòng)定位的方法，由于第一干涉儀和第二干涉儀的輸出信號(hào)首先經(jīng)過(guò)分光器和檢偏器分 成多路光波；然后，對(duì)兩個(gè)干涉儀的輸出信號(hào)的多路光波處理，進(jìn)行擾動(dòng)定位。能保持干
涉儀的輸出信號(hào)具有穩(wěn)定的可用幅度。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)中基于雙馬赫澤德干涉儀型分布式擾動(dòng)傳感器的光路原理圖； 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中基于雙馬赫澤德干涉儀型分布式擾動(dòng)傳感器的定位算法的原理圖; 圖3為本發(fā)明的光纖分布式擾動(dòng)傳感器的光路原理圖； 圖4為本發(fā)明的光纖分布式擾動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位的方法的原理圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的光纖分布式擾動(dòng)傳感器，其較佳的具體實(shí)施方式
是，包括第一干涉儀、第二 干涉儀，第一干涉儀和第二干涉儀的輸出端分別連接有分光器，分光器的多路輸出端分別 連接有檢偏器，檢偏器之后連接有光電探測(cè)器。
分光器的輸出端可以有三路，相應(yīng)的，每個(gè)分光器連接有3個(gè)檢偏器，3個(gè)檢偏器的偏 振角度相差分別為0士10度、60±10度、-60±10度，或0土10度、60±10度、120±10 度。根據(jù)需要，也可以有多路，對(duì)于n路情況，每個(gè)檢偏器的偏振角度依次分別相差為 180/n度。
第一干涉儀和第二干涉儀均為馬赫澤德干涉儀。
每個(gè)分光器之后的多個(gè)光電探測(cè)器之后可以連接有平方加和單元，平方加和單元的輸 出端通過(guò)高通濾波(濾掉直流量)與計(jì)算互相關(guān)函數(shù)單元連接。平方加和單元可以包括 光電探測(cè)器之后分別連接有平方單元，多個(gè)平方單元分別與相加單元連接。
光電探測(cè)器與平方單元之間可以連接有放大濾波單元；平方加和單元與計(jì)算互相關(guān)函 數(shù)單元之間連接有濾波單元。
上述的分光器包括以下至少一種器件1X3單模光纖耦合器件、半反半透膜空間光學(xué) 器件等，或其它的分光器件；
上述的檢偏器可以包括以下至少一種器件波片類(lèi)型檢偏器件、棱鏡器件等，或其它 的器件。
本發(fā)明的光纖分布式擾動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位的方法，其較佳的具體實(shí)施方式
是，包
括步驟
首先，將每個(gè)干涉儀的輸出信號(hào)分成多路光波；然后，根據(jù)兩個(gè)干涉儀的輸出信號(hào)的 多路光波進(jìn)行擾動(dòng)定位。
具體可以將干涉儀的多路光波經(jīng)過(guò)平方加和后，再進(jìn)行互相關(guān)函數(shù)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位。多路偏振光可以首先經(jīng)過(guò)放大濾波后，再進(jìn)行平方加和；然后，再經(jīng)過(guò)濾波濾去支流 分量后，再進(jìn)行互相關(guān)函數(shù)計(jì)算；
經(jīng)過(guò)濾波濾去支流分量后的信號(hào)為/ = ^ CGS(2p —P)，式中，j為信號(hào)幅值；P
為相位調(diào)制信號(hào)；"為偏振態(tài)隨機(jī)變化產(chǎn)生的隨機(jī)相位差。
本發(fā)明在現(xiàn)有的雙馬赫澤德干涉儀型光纖分布式擾動(dòng)傳感器的基礎(chǔ)上，在光路結(jié)構(gòu)中 的干涉儀輸出后面增加了檢偏器，并在信號(hào)檢測(cè)與處理方面做了相應(yīng)的改變。 下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的闡述
如圖3所示，是本發(fā)明的具體實(shí)施例的光路原理圖，光源發(fā)出的光波經(jīng)由耦合器l分 光， 一部分經(jīng)過(guò)耦合器2注入傳感臂La和參考臂U，在耦合器3處發(fā)生干涉，通過(guò)光纖Ld傳 輸，構(gòu)成了第一干涉儀；
耦合器1輸出的另一路光波經(jīng)過(guò)光纖L。傳輸，從耦合器3處注入傳感臂La和參考臂Lb，在 耦合器2處發(fā)生干涉，并輸出，構(gòu)成了第二干涉儀。
以上光路中的光纖均為單模光纖。第一干涉儀和第二干涉儀均為馬赫澤德干涉儀。
其中，》(t)是擾動(dòng)引起的相位調(diào)制，當(dāng)擾動(dòng)施加在傳感臂時(shí)，以上兩個(gè)馬赫澤德干 涉儀受到相同的相位調(diào)制4)(t)?，F(xiàn)有技術(shù)中，第一干涉儀的光路輸出信號(hào)和第二干涉儀的 光路輸出信號(hào)直接被光電探測(cè)器接收，由于在兩個(gè)干涉儀中擾動(dòng)導(dǎo)致的相位調(diào)制信號(hào)到達(dá)
兩個(gè)光電探測(cè)器的時(shí)間不同，分別為ta和t2，通過(guò)確定時(shí)間差ta- t2，可以獲得擾動(dòng)位置，
實(shí)現(xiàn)定位。
上述的具體實(shí)施例中，為了解決干涉儀輸出的光路信號(hào)幅值不可用的問(wèn)題，兩個(gè)干涉 儀的光路輸出信號(hào)，沒(méi)有直接進(jìn)入光電探測(cè)器，而是通過(guò)分光器分別被分為等幅值的三
路，并分別進(jìn)入檢偏器，其中，三路的檢偏器的偏振角度相差分別為O度，60度和-60度。 經(jīng)過(guò)檢偏器以后的三路光信號(hào)，分別進(jìn)入光電探測(cè)器，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
如圖4所示，是上述的實(shí)施例中的信號(hào)檢測(cè)與處理原理圖。光電探測(cè)器輸出的電信號(hào) 為消除噪聲和干擾經(jīng)過(guò)濾波和放大等調(diào)理后，分別平方，然后相加。相加后輸出的電信號(hào) 經(jīng)過(guò)高通濾波濾去直流分量，經(jīng)過(guò)濾波的信號(hào)L、 L分別作為第一、二個(gè)馬赫澤德干涉儀的 輸出信號(hào)，由于兩路信號(hào)的處理完全相同，不破壞兩個(gè)干涉儀中的擾動(dòng)導(dǎo)致的相位調(diào)制信 號(hào)之間的相關(guān)性，進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)定位。
經(jīng)過(guò)以上處理后的信號(hào)L、 12可以不受偏振態(tài)隨機(jī)變化的影響，其幅值能夠保持在一 定范圍內(nèi)，不出現(xiàn)降低為O的可能性，從而消除某時(shí)刻輸出信號(hào)為O，傳感器失效的問(wèn)題。
通常，所采用的光源為單縱模窄帶光源(線寬約100kHz)，其輸出光波可以認(rèn)為是全
6偏振光(實(shí)際光源發(fā)出的光波偏振度接近100%)，不失一般性，可以將光源發(fā)出的光波視 為任意橢圓偏振光，首先分析第一個(gè)干涉儀中的光波，第二個(gè)干涉儀中的光波具有同樣的
數(shù)學(xué)表達(dá)。設(shè)在干涉儀兩臂中正向傳輸?shù)墓獠ǖ碾妶?chǎng)矢量為A和^，其方位角和橢率角為
《、《和&和^。其瓊斯矢量為
cos《cos 4 — y sin《,sin & sin《cos ￡; + j' cos《sin ^
cos《cos fr - j' sin《sin ￡^ sin《cos + y cos《sin sr
(5)
(6)
發(fā)生干涉時(shí)，干涉光的強(qiáng)度 其中，干涉項(xiàng)為
(7)
2狀
Va2 +62 cos(p-《)
(8)
苴中 "=c。s(《-《)c。s(&-6 = sin(《-《)sin(《s,+￡;)
當(dāng)傳感光纖受到微擾動(dòng)時(shí)，兩個(gè)干涉儀的輸出信號(hào)為 /, 二4+^cos[p(。-《] (9)
/2=4+JS2cOS[—2)-《2] (10)
其中，A為直流偏置，B為干涉項(xiàng)的幅值，^")和^")分別為微擾動(dòng)引起的相位調(diào) 制，^和,2是時(shí)間，A—^為時(shí)間差，通過(guò)確定^—^可以得到擾動(dòng)位置。
對(duì)于增加檢偏器的情況，干涉儀輸出的光波分光后經(jīng)過(guò)與x軸的夾角為e的檢偏器，此 時(shí)的干涉儀輸出光強(qiáng)中的干涉信號(hào)為
g巾
(11)
tan《=
6 (12) a = cos_ )cos (《—《)+ cos (4 + ￡"r) cos (《+《-2^)
6 = sin+ ^ ) sin (《-《)+ sins _ ^ ) sin (《+《_ 26)
(13)
(14)對(duì)于三路輸出信號(hào)平方后加和，得到
3 2 3廠i i 畫(huà)
《《X (a + ^ sin 0) = ￡X E ^ (《化2) + 7 (《_《)cos+ "A sin 2P
濾掉直流項(xiàng)后
1 3 「 "1
/ =;五X(qián)2 Z (《_《)cos+ 2aA sin = j cos(2p _ 〃)
2 i=1L、 (16)
(15)
乂 =—五X(qián)
2 s "
2卩3 、2
一"l _+》A U=i 乂
(17)
tan / = < + ^ +《_ ^ _《_ ^
其中，』為信號(hào)幅值，P為相位調(diào)制信號(hào)，"為偏振態(tài)隨機(jī)變化產(chǎn)生的隨機(jī)相位差。
(注^會(huì)影響定位精度，如果為了提高定位精度，還可以采取其他辦法同時(shí)消除^。但 是本發(fā)明要解決的是保持信號(hào)可用幅度的問(wèn)題，不解決提高定位精度的問(wèn)題，所以在本發(fā)
明中沒(méi)有消除"。)
對(duì)于兩個(gè)干涉儀，經(jīng)過(guò)分光器件，分別經(jīng)過(guò)三路檢偏器后平方、加和濾去直流項(xiàng)的輸 出信號(hào)為
A =4cos(2^_ A) (19) /2 =^2cos(2p2-々2) (20) 將以上L、 12作為干涉儀的最終輸出進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)定位。
本發(fā)明中，將干涉儀的光路輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)分光器件后等分成為三路光，分別經(jīng)過(guò)相差 角度為0度，60度和-60度(或0度，60度，120度)的檢偏器，進(jìn)入光電探測(cè)器轉(zhuǎn)化為電信 號(hào)，通過(guò)濾波和放大等信號(hào)調(diào)理后，進(jìn)行平方和加和計(jì)算，濾去直流量后作為最終干涉輸 出信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算，進(jìn)行擾動(dòng)定位。通過(guò)以上步驟，可以使最終的干涉信號(hào)始終保持 在一定的幅值范圍內(nèi)，保持其可用性，消除為0的可能性，解決現(xiàn)有雙干涉儀型分布式擾動(dòng) 傳感器由于光波偏振態(tài)的隨機(jī)變化導(dǎo)致的信號(hào)幅值變化為O時(shí)傳感器失效的問(wèn)題；
在解決現(xiàn)有雙干涉儀型分布式擾動(dòng)傳感器干涉儀最終輸出的電信號(hào)幅值變化為O時(shí)傳 感器失效的問(wèn)題的同時(shí)，保持了對(duì)兩個(gè)干涉儀輸出信號(hào)處理的一致性，不喪失其相關(guān)性從而不影傳感器的定位精度；
由于本發(fā)明的信號(hào)處理方案是針對(duì)干涉儀的光路輸出進(jìn)行處理，因此不受傳感光纖長(zhǎng)
度的影響，適合于傳感光纖為任何長(zhǎng)度的情況。
實(shí)際上，干涉型傳感器采用單模光纖時(shí)，均存在干涉輸出信號(hào)隨機(jī)變化的問(wèn)題，并且 可能在一定時(shí)間范圍內(nèi)其干涉輸出信號(hào)的幅值為O，使傳感器失效。
現(xiàn)有干涉儀型光纖分布式擾動(dòng)傳感器，由于傳感光纖的距離較長(zhǎng)(十幾至幾十公 里)，傳感光路通常采用成本相對(duì)較低的單模光纖，因此，隨機(jī)變化的外界因素導(dǎo)致的誘 導(dǎo)雙折射以及光纖本身存在的本征雙折射會(huì)導(dǎo)致單模光纖中傳輸?shù)墓獠ǖ钠駪B(tài)發(fā)生隨機(jī) 變化，由此會(huì)導(dǎo)致傳感臂和信號(hào)臂的光波的偏振態(tài)存在區(qū)別，只有相同偏振態(tài)(振動(dòng)方 向)的光矢量(電場(chǎng)矢量)分量之間才會(huì)發(fā)生干涉，從而干涉信號(hào)的幅度發(fā)生隨機(jī)變化， 甚至當(dāng)兩臂的光波的偏振態(tài)處于正交情況，發(fā)生不能干涉的情況，干涉輸出信號(hào)的幅度為o 的情況，嚴(yán)重影響了光纖分布式擾動(dòng)傳感器的實(shí)際可靠性。
本發(fā)明的光纖分布式擾動(dòng)傳感器能保持干涉儀輸出信號(hào)具有穩(wěn)定的可用幅度。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
9
權(quán)利要求
1、一種光纖分布式擾動(dòng)傳感器，包括第一干涉儀、第二干涉儀，其特征在于，所述第一干涉儀和第二干涉儀的輸出端分別連接有分光器，所述分光器的多路輸出端分別連接有檢偏器，所述檢偏器之后連接有光電探測(cè)器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光纖分布式擾動(dòng)傳感器，其特征在于，所述分光器的輸出端 有三路，相應(yīng)的，每個(gè)分光器連接有3個(gè)檢偏器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖分布式擾動(dòng)傳感器，其特征在于，所述3個(gè)檢偏器的偏 振角度相差分別為0士10度、60±10度、-60±10度;或0士10度、60±10度、120±10度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的光纖分布式擾動(dòng)傳感器，其特征在于，所述的第一干 涉儀和第二干涉儀分別為馬赫澤德干涉儀。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的光纖分布式擾動(dòng)傳感器，其特征在于，所述分光器之 后的多個(gè)光電探測(cè)器之后連接有平方加和單元，所述平方加和單元的輸出端與計(jì)算互相關(guān) 函數(shù)單元連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖分布式擾動(dòng)傳感器，其特征在于，所述平方加和單元包 括所述光電探測(cè)器之后分別連接有平方單元，多個(gè)平方單元分別與相加單元連接；所述光電探測(cè)器與所述平方單元之間連接有放大濾波單元；所述平方加和單元與所述 計(jì)算互相關(guān)函數(shù)單元之間連接有濾波單元。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的光纖分布式擾動(dòng)傳感器，其特征在于，所述分光器包 括以下至少一種器件1X3單模光纖耦合器、半反半透膜空間光學(xué)器件；所述檢偏器包括以下至少一種器件波片類(lèi)型檢偏器件、棱鏡器件。
8、 一種權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的光纖分布式擾動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位的方法，其特征在于，包括步驟首先，將每個(gè)干涉儀的輸出信號(hào)分成多路光波；然后，根據(jù)兩個(gè)干涉儀的輸出信號(hào)的多路光波進(jìn)行擾動(dòng)定位。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖分布式擾動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位的方法，其特征在于， 將所述干涉儀經(jīng)分光器及多路檢偏器輸出的多路光波經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，光電 探測(cè)器輸出的電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大濾波調(diào)理后，進(jìn)行平方加和計(jì)算，濾掉直流量后，再進(jìn)行互 相關(guān)函數(shù)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光纖分布式擾動(dòng)傳感器實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位的方法，其特征在 于，所述經(jīng)過(guò)濾波濾去支流分量后的信號(hào)為/ =^ CGS(2p —P)，式中，^為信號(hào)幅值；^為相位調(diào)制信號(hào)；"為偏振態(tài)隨機(jī)變化引起的隨機(jī)相位差。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光纖分布式擾動(dòng)傳感器及其實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)定位的方法，將干涉儀的光路輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)分光器件后等分成為三路光，并分別經(jīng)過(guò)偏振角度相差分別為0度、60度和-60度的檢偏器，進(jìn)入光電探測(cè)器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)濾波和放大等信號(hào)調(diào)理后，進(jìn)行平方加和計(jì)算，經(jīng)過(guò)濾波去掉直流量，作為最終干涉輸出信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)計(jì)算，進(jìn)行擾動(dòng)定位?？梢允棺罱K的干涉信號(hào)始終保持在一定的幅值范圍內(nèi)，保持其可用性，消除為0的可能性。解決了現(xiàn)有的雙干涉儀型分布式擾動(dòng)傳感器由于光波偏振態(tài)的隨機(jī)變化導(dǎo)致的干涉儀光路輸出信號(hào)幅值變化為0時(shí)傳感器失效的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01D5/26GK101464166SQ20091007626
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者晞 張, 張春熹, 彥 李, 琛 李, 李立京, 楊玉生, 林文臺(tái), 生 梁 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)