分布式光纤测温系统的降噪方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种分布式光纤测温系统的降噪方法，包括：采集光纤测温系统中的Stokes光和Anti‑Stokes光；将Stokes光和Anti‑Stokes光分别转换成对应的电压；对转换后的电压进行数据预处理；对经过预处理的数据做提升小波变换，获得不同尺度下的小波系数；为各尺度的高频小波系数构建隐马尔科夫树模型；训练该隐马尔科夫树模型，求解该模型里面的各类参数；根据所构建隐马尔科夫树模型，对含噪信号的高频小波系数做贝叶斯估计，得到一组真实信号高频小波系数；通过估计出来的高频小波系数，结合最高尺度下的低频小波系数，做提升小波逆变换，完成信号重构，得到干净信号；对干净信号再做预定数量的累加平均，得到最终信号。利用本发明专利技术可以提高系统降噪性能。

Method and device for noise reduction of distributed optical fiber temperature measuring system

The invention provides a noise reduction method of distributed optical fiber temperature measurement system includes: Stokes light and Anti Stokes light acquisition of optical fiber temperature measurement system in Stokes and Anti; light Stokes light are converted into corresponding voltage; the voltage conversion after data preprocessing; on the preprocessed data for lifting wavelet transform and get the wavelet coefficients of different scales; construct the hidden Markov tree model for wavelet coefficients of each scale; training and Markov tree model, various parameters for the model inside; according to the construction of hidden Markov tree model, do the Bayesian estimation of wavelet coefficients of the noisy signal, we can get a group of real signal of high frequency wavelet coefficients; high frequency wavelet coefficients estimated by combining the wavelet coefficient, maximum scale, lifting wavelet transform complete signal A clean signal is obtained; a cumulative number of predetermined quantities is added to the clean signal to obtain the final signal. The invention can improve the noise reduction performance of the system.

【技术实现步骤摘要】
分布式光纤测温系统的降噪方法及装置
本专利技术涉及光纤传感
，特别涉及一种分布式光纤测温系统的降噪方法及装置。
技术介绍
分布式光纤测温系统(DTS)的核心技术为光纤激光雷达技术，即利用激光器向光纤中注入激光脉冲，然后对其后向散射光进行采集、分析，就可以实时测得整根光纤沿线的温度变化。体现DTS性能的指标主要包括空间定位精度、测温精度、空间分辨率、响应时间和传感距离等。尤其是测温精度和距离提升，一直是光纤传感技术的重点发展方向。DTS主要基于Raman后向散射机理，采用Anti-Stokes光与Stokes光的强度比来解调温度。但是Raman散射信号十分微弱，需采用雪崩光电二极管进行光电转换，由于高反偏置和雪崩特性，引入了雪崩暗电流和附加噪声，使得光电转换后的信号噪声很大，导致实际采集到的Anti-Stokes光信号和Stokes光信号完全无法分辨出信号细节，因此降噪是研制分布式光纤测温系统的关键环节，直接影响到系统的测温精度和传感距离。若采用傅里叶变换在频域降噪，由于DTS的噪声频谱是随机的，且背向散射信号的e指数函数的频谱也覆盖整个频域，因此很难在频域中将两者分离，效果无法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式光纤测温系统的降噪方法，其特征在于，包括：采集光纤测温系统中的Stokes光和Anti‑Stokes光；将Stokes光和Anti‑Stokes光分别转换成对应的电压；对转换后的电压进行数据预处理；对经过预处理的数据做提升小波变换，获得不同尺度下的小波系数；为各尺度的高频小波系数构建隐马尔科夫树模型；训练该隐马尔科夫树模型，求解该模型里面的各类参数；根据所构建隐马尔科夫树模型，对含噪信号的高频小波系数做贝叶斯估计，得到一组真实信号高频小波系数；通过估计出来的高频小波系数，结合最高尺度下的低频小波系数，做提升小波逆变换，完成信号重构，得到干净信号；对干净信号再做预定数量的累加平均，得到...

【技术特征摘要】
1.一种分布式光纤测温系统的降噪方法，其特征在于，包括：采集光纤测温系统中的Stokes光和Anti-Stokes光；将Stokes光和Anti-Stokes光分别转换成对应的电压；对转换后的电压进行数据预处理；对经过预处理的数据做提升小波变换，获得不同尺度下的小波系数；为各尺度的高频小波系数构建隐马尔科夫树模型；训练该隐马尔科夫树模型，求解该模型里面的各类参数；根据所构建隐马尔科夫树模型，对含噪信号的高频小波系数做贝叶斯估计，得到一组真实信号高频小波系数；通过估计出来的高频小波系数，结合最高尺度下的低频小波系数，做提升小波逆变换，完成信号重构，得到干净信号；对干净信号再做预定数量的累加平均，得到最终信号。2.如权利要求1所述的分布式光纤测温系统的降噪方法，其特征在于，在所述对转换后的电压进行数据预处理的步骤中，对转换后的电压进行累加平均2000次，提高系统信噪比。3.如权利要求1所述的分布式光纤测温系统的降噪方法，其特征在于，在所述对干净信号再做预定数量的累加平均的步骤中，对干净信号做10次累加平均。4.如权利要求1至3任一项所述的分布式光纤测温系统的降噪方法，其特征在于，采用最大期望算法来求解该模型里面的各类参数。5.一种分布式光纤测温系统的降噪装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：董宏利，刘高联，苏永锋，
申请(专利权)人：广州市禹成消防科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44