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公开(公告)号：CN113091782B
公开(公告)日：2022-04-08
申请号：CN202110451738.X
申请日：2021-04-26
Applicant: 太原理工大学
Abstract: 本发明属于相位敏感型光时域反射的分布式光纤传感技术领域，具体涉及一种基于PGC的相位敏感型光时域反射系统及相位解调方法。包括以下步骤：S1、将干涉仪输出的两路信号经3×3耦合器产生固定相差后的信号作为输入信号，其中一路信号进行同步载波调制，输出基频信号和二倍频信号；S2、将步骤S1输出的基频信号和二倍频混频信号与另一路信号分别进行混频，得到基频混频信号和二倍频混频信号；S3、对基频混频信号和二倍频混频信号分别进行低通滤波后，根据光纤衰减系数进行归一化处理；S4、对低通滤波和归一化处理后的信号进行相位提取。本发明消除了光纤损耗和载波相位延迟对系统的影响，可以保证传感系统相位解调的稳定性和准确性。
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公开(公告)号：CN111637846B
公开(公告)日：2022-02-08
申请号：CN202010455193.5
申请日：2020-05-26
Applicant: 太原理工大学
IPC: G01B11/16
Abstract: 本发明涉及分布式光纤传感领域，公开了一种多点并行的高速混沌布里渊动态应变监测装置及方法，装置包括宽带混沌激光源，宽带混沌激光源用于输出强周期宽带混沌激光，宽带混沌激光经分束器分为两束，一束作为探测光依次经单边带调制器、掺铒光纤放大器、可编程光延迟发生器后入射到传感光纤的一端；另一束作为泵浦光依次经半导体光放大器、脉冲光放大器后入射至传感光纤的另一端；从传感光纤另一端输出的光信号，经可调谐光滤波器滤除斯托克斯光后被光电探测器探测，探测信号由数据采集单元采集，然后发送至计算机进行数据处理。本发明可以实现多点并行监测，可实现长距离高分辨率兼顾的大范围动态应变实时监测。
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公开(公告)号：CN111900602B
公开(公告)日：2021-10-22
申请号：CN202010680578.1
申请日：2020-07-15
Applicant: 太原理工大学
Abstract: 本发明属于光纤传感技术领域，公开了一种基于随机光纤激光器的长距离分布式拉曼传感装置，包括脉冲激光器，脉冲激光器输出的脉冲激光经波分复用器、光纤布拉格光栅后进入到传感光纤中，在传感光纤中发生自发拉曼散射产生自发拉曼散射光；拉曼激光器输出的泵浦光经光隔离器后从传感光纤的另一端进入传感光纤，对传感光纤中的拉曼散射光进行随机放大，放大后的拉曼散射光经波分复用器、光滤波器后被光电探测器探测，光电探测器输出的电信号经高速数据采集卡采集后发送至计算机。本发明可有效延长分布式拉曼传感距离，可以广泛应用于分布式光纤传感领域。
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公开(公告)号：CN113091947A
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN202110420282.0
申请日：2021-04-19
Applicant: 太原理工大学
IPC: G01K11/324
Abstract: 本发明涉及分布式光纤传感领域，公开了一种ASE时域相关压缩的分布式光纤拉曼温度传感装置和方法，装置包括ASE信号发生器，其发出ASE激光脉冲信号分为两束，其中一束作为参考光束被第二探测器探测；另一束作为探测光束经波分复用器后入射到传感光纤，产生的后向拉曼散射光经波分复用器、掺铒光纤放大器后，被第一探测器探测；数据采集卡采集两个光电探测器的探测信号后发送至计算机；计算机用于对ASE拉曼后向散射信号进行时域差分信号重构，进行时域相关压缩运算，进而定位和解调光纤沿线的温度突变点信息。本发明可以达到毫米量级的空间分辨率，提高了系统的信噪比，温度精度且无需定标过程。
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公开(公告)号：CN113091946A
公开(公告)日：2021-07-09
申请号：CN202110418918.8
申请日：2021-04-19
Applicant: 太原理工大学
IPC: G01K11/324
Abstract: 本发明涉及分布式光纤传感领域，公开了一种混沌分布式光纤拉曼温度传感装置和方法，装置包括宽频混沌激光发生器，其发出激光经调制后变成脉冲信号，然后分为两束，其中一束作为参考光束被第二探测器探测；另一束作为探测光束经波分复用器后入射到传感光纤，产生的后向拉曼散射光经波分复用器、掺铒光纤放大器后，被第一探测器探测；数据采集卡采集两个光电探测器的探测信号后发送至计算机；计算机用于对混沌拉曼后向散射信号进行时域差分信号重构，进行时域相关压缩运算，进而定位和解调光纤沿线的温度突变点信息。本发明可以达到毫米量级的空间分辨率，提高了系统的信噪比，温度精度且无需定标过程。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110231058B
公开(公告)日：2021-05-11
申请号：CN201910452843.8
申请日：2019-05-28
Applicant: 太原理工大学
IPC: G01D5/353
Abstract: 本发明提供一种基底噪声抑制的混沌布里渊动态光栅产生装置及方法。混沌布里渊动态光栅因具有单光栅、长时间稳定维持、光栅长度可控的特性，确保了基于混沌布里渊动态光栅的分布式光纤传感系统能够实现分布式温度和应变的无交叉敏感测量。然而，混沌布里渊动态光栅传感系统存在基底噪声较大的问题，严重影响了系统中的应用。本发明通过光开关调制混沌激光解决了现有的混沌布里渊动态光栅传感系统中基底噪声较大的问题。本系统包括混沌激光源、电光调制器、脉冲发生器、光隔离器、第二光纤耦合器、第一掺铒光纤放大器、第二偏振控制器、保偏光纤、延迟光纤、第二掺铒光纤放大器、单边带调制器、微波源、第三偏振控制器。
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公开(公告)号：CN110440851B
公开(公告)日：2021-03-02
申请号：CN201910604419.0
申请日：2019-07-05
Applicant: 太原理工大学
IPC: G01D21/02
Abstract: 本发明公开了一种基于布里渊和拉曼散射的长距离多参量测量装置，包括半导体激光器1、第一1×2光纤耦合器2、光纤偏振控制器3、高速电光调制器4、微波信号源5、第二1×2光纤耦合器6、光扰偏器7、光开关8、第三1×2光纤耦合器9、带通滤波器10、第一掺铒光纤放大器11、第一光环形器12、第一光纤光栅13、传感光纤14、半导体光放大器15、第二掺铒光纤放大器16、第二光环形器17、第二光纤光栅18、第三光环形器19、波分复用器20、第一雪崩光电二极管21、光电探测器22、第二雪崩光电二极管23、第一信号放大器24、第二信号放大器25、数据采集与处理系统26。本发明有效解决了现有分布式光纤传感系统多个被测参量之间的交叉敏感以及长距离、高精度测量无法兼顾的问题。
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公开(公告)号：CN112378432A
公开(公告)日：2021-02-19
申请号：CN202011185111.6
申请日：2020-10-29
Applicant: 太原理工大学
IPC: G01D5/353 , G01K11/324 , G01B11/16 , G01L1/24
Abstract: 本发明属于分布式光纤传感领域，公开了一种基于噪声匹配滤波的的分布式光纤传感装置及方法，装置包括ASE噪声激光器，ASE噪声激光器发出噪声激光信号经隔离器、声光调制器后变成脉冲信号，然后经光纤耦合器分为两束，其中一束作为探测光束经波分复用器后入射到传感光纤，在传感光纤中产生的背向噪声瑞利散射光和噪声拉曼反斯托克斯散射光被波分复用器分开后，分别被第一掺铒光纤放大器和第二掺铒光纤放大器放大后，分别被第一探测器和第二探测器探测，另一束作为参考光束被第三探测器探测；通过采集卡采集三个探测器的探测信号并发送至计算机。本发明可以达到更远的传感距离，不仅实现了温度和应力的同时传感，提高了系统的分辨率。
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公开(公告)号：CN112378431A
公开(公告)日：2021-02-19
申请号：CN202011181286.X
申请日：2020-10-29
Applicant: 太原理工大学
IPC: G01D5/353 , G01K11/324 , G01B11/16 , G01L1/24
Abstract: 本发明涉及分布式光纤传感领域，公开了一种基于宽频混沌激光的毫米级空间分辨率的分布式光纤传感方法，包括以下步骤：S1、搭建分布式光纤拉曼传感系统；S2、定标阶段：在传感光纤前端L0处设置长度大于激光脉冲宽度W的光纤环，得到位置L0的层析处理后的反斯托克斯散射光强度；S3、测量阶段：对采集得到的混沌拉曼反斯托克斯散射光信号进行层析处理和混沌匹配滤波运算，计算得到温变位置和温变位置的温度T1；对混沌脉冲参考信号和混沌瑞利散射信号的进行混沌匹配滤波运算，得到传感光纤的附加损耗，进而解调出传感光纤沿线受到的应力信息。本发明实现了分布式光纤传感方法的毫米级空间分辨率，提高了测量精度。
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公开(公告)号：CN111900601A
公开(公告)日：2020-11-06
申请号：CN202010680575.8
申请日：2020-07-15
Applicant: 太原理工大学
Abstract: 本发明属于混沌激光技术领域，公开了一种大功率可调谐混沌激光光源装置，包括可调谐DBR激光器、光衰减器、可调谐激光器、第一光耦合器、单模光纤、光纤布拉格光栅、第二光耦合器、宽带介质膜反射镜；所述可调谐DBR激光器与光衰减器的一端连接，光衰减器的另一端与第一光耦合器的第一端口连接，可调谐激光器与第一光耦合器第二端口连接，第一光耦合器的公共端口依次连接单模光纤、光纤布拉格光栅后与第二光耦合器的公共端口连接，第二光耦合器的第一端口与宽带介质膜反射镜连接，第二端口用于输出放大后的混沌激光；本发明可实现百瓦量级大功率可调谐混沌激光输出，可调谐范围大，时域稳定性好，具有良好的光束质量。
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