一种温度和振动同时测量的融合型分布式光纤传感系统及方法

    公开(公告)号:CN112697180A

    公开(公告)日:2021-04-23

    申请号:CN202011367969.4

    申请日:2020-11-27

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种温度和振动同时测量的融合型分布式光纤传感系统及方法,包括激光器、耦合器、环形器、传感光纤、脉冲调制模块、外差探测模块以及数据采集卡。本发明还公开了一种温度和振动同时测量的融合型分布式光纤传感系统的实现方法,通过用耦合器将散射光和本振光都分成两个部分,实现相互独立地外差探测以及温度和振动信号的同时解调。本发明实现了长距离、分布式的动态和静态信息的同时获取,有效避免了工程应用上可能存在的误报和漏报。

    一种基于辅助光减小Φ-OTDR相位解缠绕限制的相位信号求解方法及装置

    公开(公告)号:CN110926510A

    公开(公告)日:2020-03-27

    申请号:CN201911179878.5

    申请日:2019-11-27

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明提出一种基于辅助光减小Φ-OTDR相位解缠绕限制的相位信号求解方法及装置,在Φ-OTDR中交替注入主探测脉冲光和与其周期和脉宽一致,但有一定频率差的辅助探测脉冲光,并对相干检测得到的信号分别进行相位解调,以参考点后续各点的统计相位与参考点的统计相位作差后,将主探测脉冲光和辅助探测脉冲光包裹的差分相位按照时间顺序进行排列,基于组合脉冲序列解缠绕后再将主探测脉冲光的差分相位分离出来,并在时域作差计算其相位变化,借助于相位变化的线性特征识别出正确的解相位置后,可实现对超过相位解缠绕限制的加速度的准确解调。

    一种光频域反射计中校正可调谐激光器非线性扫频的方法

    公开(公告)号:CN109682403A

    公开(公告)日:2019-04-26

    申请号:CN201910084695.9

    申请日:2019-01-29

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种光频域反射计中校正可调谐激光器非线性扫频的方法。本方法首先检测辅助干涉仪过零点,再根据过零点序号差计算得到校正系数,接下来利用校正系数对主干涉仪信号进行校正,并通过插值法对校正后的信号进行重采样,最后利用时频变换将信号转换到频域,从而补偿激光器的非线性扫频。本发明能够分辨出传感光纤上距离较近的多个反射点,并且对辅助干涉仪的延迟光纤长度没有限制。此外,本发明处理的数据量较小,降低了对采集卡采样率的要求,能达到更长的测量距离。

    一种具有多空间分辨率性能的分布式光纤传感装置及方法

    公开(公告)号:CN109186739A

    公开(公告)日:2019-01-11

    申请号:CN201810971276.2

    申请日:2018-08-24

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种具有多空间分辨率性能的分布式光纤传感装置及方法,装置包括激光器、第一耦合器、第一声光调制器、第二声光调制器、第三声光调制器、第二耦合器、掺铒光纤放大器、光学滤波器、光纤环形器、雪崩光电二极管、信号采集卡、脉冲发生器、传感光纤,同时还公开了一种基于具有多空间分辨率性能的分布式光纤传感装置的方法。本发明能够在不降低系统频率响应范围的前提下,实现空间分辨率与振动作用范围的匹配,达到系统性能最优化。

    一种基于偏振光时域反射技术中测量两点同频振动的方法

    公开(公告)号:CN105651373B

    公开(公告)日:2019-01-11

    申请号:CN201610032900.3

    申请日:2016-01-18

    Applicant: 南京大学

    Inventor: 王峰 潘运 张旭苹

    Abstract: 本发明公开了一种基于偏振光时域反射技术中测量两点同频振动的方法,在多个连续的光脉冲输入下得到后向散射光信号,然后将每个位置上后向散射信号的光强随时间的变化做傅里叶变换,从后向散射信号的频谱上找到第一个振动点的位置和该振动点的频率;然后通过傅里叶变化得到的结果计算得到该频率信号在第一个振动点之后的每个光纤位置的相位,通过对比相位的变化,实现对第二个同频振动信号的定位。本发明无需改进传感系统,可以采用简单基础的POTDR传感系统测量第二个同频振动点的位置;可以在多点振动时,分析出每个频率的振动的第二个同频振动的位置,不同频率间不会互相干扰;对于有一定频谱宽度的同频振动同样适用。

    基于残缺谱拼接的布里渊谱寻峰方法

    公开(公告)号:CN104807568B

    公开(公告)日:2017-11-03

    申请号:CN201510155141.5

    申请日:2015-04-02

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于残缺谱拼接的布里渊谱寻峰方法,通过在测量后对数据进行拼接处理,在残缺谱的基础上获取真实布里渊频谱的峰值频率。本发明弥补了BOTDR对于快速变化的外部干扰的不敏感性,改善了BOTDR在极端环境下的传感效果,对实际工程应用具有重要意义。

    一种消除偏振光时域反射仪信号衰落的方法及装置

    公开(公告)号:CN106767961A

    公开(公告)日:2017-05-31

    申请号:CN201611186978.7

    申请日:2016-12-20

    Applicant: 南京大学

    CPC classification number: G01D5/30

    Abstract: 本发明公开了一种基于多波长激光器和保偏光纤的消除偏振光时域反射仪信号衰落的方法,利用多波长激光器输出N个具有相同偏振态不同波长的光,通过保偏光纤将不同波长的光波转化为不同的初始偏振态,然后调制成脉冲光输入到POTDR系统中,返回的信号光通过波分复用器分离到不同的输出端后,经过N个不同方向的检偏器分别得到相应的光强信号,然后将每个位置上后向散射信号的光强随时间的变化做傅里叶变换得到对应的频域信号,再将N个频域信号平均,最终得到有效消除信号衰落点的POTDR信号。本发明使用比较简单的实验装置,有效减少了测量结果中大量对振动不敏感的位置,并且相对于基础POTDR传感系统,相同测量时间下,提高了信噪比。

    消除光放大导致编码脉冲光功率不平坦现象的系统和方法

    公开(公告)号:CN106525098A

    公开(公告)日:2017-03-22

    申请号:CN201611089111.X

    申请日:2016-12-01

    Applicant: 南京大学

    CPC classification number: G01D5/36

    Abstract: 本发明公开了消除光放大导致编码脉冲光功率不平坦现象的系统和方法,该系统包括脉冲信号发生器、第一激光器、第一偏振控制器、第一电光调制器、第二激光器、第二偏振控制器、第二电光调制器、耦合器、掺铒光纤放大器、直流耦合探测器和示波器。本发明采用了在编码脉冲之前加一个不同波长的前置脉冲光的方法,使放大之后的编码脉冲光不会发生畸变,消除了编码脉冲光功率不平坦现象。

    一种全分布式光纤应变及振动的传感方法与传感器

    公开(公告)号:CN102147236B

    公开(公告)日:2012-09-26

    申请号:CN201110005695.9

    申请日:2011-03-23

    Applicant: 南京大学

    CPC classification number: G01L1/246 G01D5/35364

    Abstract: 全分布式光纤应变与振动传感器,包括激光器(1),第一耦合器(2),脉冲调制模块(3),光放大器(4),环形器(5),传感光纤(6),光纤光栅(7),扰偏器(8),第二耦合器,平衡光电探测器,检偏器,光电探测器(12),信号处理单元。激光器(1)输出的连续光经第一耦合器(2)后分为两路:其中第一路作为参考光,经扰偏器(8)后接入到第二耦合器(9)的第一输入端;第二路经脉冲调制模块(3)和光放大器(4)后作为探测脉冲光注入环形器(5)第一端口,本发明同时利用布里渊光时域反射(BOTDR)和偏振光时域反射POTDR,在单根光纤上分别对应变及振动进行全分布式测量,克服了单一的BOTDR或POTDR系统所存在的缺点,并降低了系统的误报、漏报率。

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