提出了一种基于载波调制的光纤振动传感复用系统,其优点在于,对于感应外界扰动的不同感应光纤单元产生的干涉信号用不同频率的载波进行调制,相邻载波频率之间的频率差无需大于外界扰动引起的信号基波频率上限的两倍。各光纤感应单元形成的信号被共同的光电探测器检测后,利用信号基波来分析扰动信号的物理量,利用载波基波或谐波的边带判断感应扰动信号的光纤。
### 基于载波调制的光纤振动传感复用系统
#### 技术背景与原理
光纤振动传感技术在安全防护、环境监测等领域发挥着重要作用。传统的光纤振动传感器主要依赖于光的干涉原理，通过测量光信号的变化来感知外界振动。然而，在实际应用中，随着监控范围的扩大，单个传感器往往难以满足需求，因此需要采用复用技术将多个传感器集成在一起工作。
#### 技术创新点
本文提出了一种新型的基于载波调制的光纤振动传感复用系统。该系统的主要特点在于对不同感应光纤单元产生的干涉信号采用不同频率的载波进行调制，这样可以有效地将来自不同感应单元的信息区分开来。相较于传统方法，该技术的优势在于相邻载波频率之间的频率差无需大于外界扰动引起的信号基波频率上限的两倍，从而降低了系统设计难度和成本。
#### 系统组成与工作原理
该系统主要包括以下几个部分：
1. **多通道光纤振动传感器网络**：由多个光纤感应单元组成，每个感应单元负责监测一定范围内的振动信号。
2. **载波调制器**：为每个感应单元分配不同的载波频率，实现信号的区分。
3. **光电探测器**：用于接收并转换光纤传输过来的光信号为电信号。
4. **信号处理单元**：通过对电信号的分析处理，识别出各个感应单元的振动情况。
系统的工作流程如下：
- 不同频率的载波信号被调制到各个感应光纤单元上。
- 当外界发生振动时，对应的感应单元会捕捉到振动信号，并通过光的干涉效应产生相应的干涉信号。
- 这些携带了振动信息的干涉信号通过光纤传输至光电探测器。
- 光电探测器将接收到的光信号转换为电信号，并将其送入信号处理单元。
- 信号处理单元利用信号基波来分析扰动信号的物理量，同时利用载波基波或谐波的边带来判断是哪个感应光纤单元捕捉到了振动信号。
#### 关键技术点解析
1. **载波调制技术**：通过调整载波频率，使得不同感应单元的信号可以在同一光电探测器上被清晰地区分开来。这种技术避免了信号之间的相互干扰，提高了系统的灵敏度和准确性。
2. **信号基波分析**：利用信号基波来提取振动信号的关键信息，如振幅、频率等物理参数。这对于准确评估外界扰动的程度至关重要。
3. **载波边带识别**：通过识别不同载波频率的边带来判断振动信号是由哪个具体的感应单元捕获的。这种方法不仅能够提高系统的复用能力，还简化了信号处理过程。
#### 实际应用价值
- **安全性**：通过精确地定位振动源的位置，有助于及时发现异常情况，提升系统的安全性。
- **灵活性**：支持多通道复用，可以根据实际需要灵活调整监测范围和精度。
- **经济性**：相比传统方案，该技术降低了硬件复杂度和成本，具有更好的经济性。
基于载波调制的光纤振动传感复用系统是一种高效、可靠的解决方案，它在保障系统性能的同时，也为光纤振动传感技术的应用开辟了新的可能性。
