分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法、装置及介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法、装置及介质，其中，该方法包括实时采集对应于传感光纤空间域各点的散射光强的数据序列；通过窗口滑动的方式实时对数据序列计算出每个窗口对应的均方差值；将每个窗口对应的均方差值与预设的长度阈值进行比较，当某个窗口的均方差值小于预设的长度阈值时，则该窗口所在的位置为第一次传感光纤末端，根据第一次传感光纤末端确定第一次传感光纤长度；确定第二次传感光纤长度，将第二次传感光纤长度与第一次传感光纤长度作差得到差值，当差值大于预设的报警阈值时，则报警。本发明专利技术能够实时对传感光纤情况进行自检，并且能够及时报警并对光纤断裂事件准确定位，为应急维修提供帮助。

【技术实现步骤摘要】
分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法、装置及介质
本专利技术属于分布式光纤传感
，具体地，涉及一种分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法、装置及介质。
技术介绍
分布式光纤传感系统能够对传感光纤上任意一点的振动、温度等信息进行感知和定位,广泛应用于周界安防、油气管线泄露、电力电缆、通信线路监测以及结构安全监测。分布式光纤传感方案优势在于感测介质为光纤，同时也是数据通信介质，传感光纤本质安全，全程无需供电，传感光纤的状态决定了光纤传感系统是否可靠有效，因此系统应具备自检功能，可对传感光纤断裂等事件进行实时监测及定位。分布式光纤传感系统基于OTDR原理，传感光纤沿线的振动、温度环境发生变化会引起对应位置光纤折射率的改变，该处背向散射光相位也随之发生改变，通过测量变化光强返回的时间即可计算出其位置信息，系统通过采集、解调背向散射光信号，就可以对整条传感光纤沿线的振动、温度等环境信息进行实时监测。现有同类分布式光纤传感系统，当传感光纤发生断裂时，大多只能被动的监测断裂位置之前传感光纤的环境信息，不具备自检报警功能。这种方法的缺点在于，传感光纤作为系统的传感介质，当发生断裂后系统就失去了断裂位置之后的光纤段的监测能力，会造成极大的危险隐患，并且不具备系统自检光纤断裂报警定位功能，无法及时通知和指导应急维修单位对损坏光纤进行熔接维修，使系统无法真正实现无人值守智能监测。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法、装置及介质，在分布式光纤传感系统运行过程中，能够实时对传感光纤情况进行自检，当发生光纤断裂事件时，能够及时报警并对光纤断裂事件准确定位，为应急维修提供帮助。本专利技术的技术方案是：根据本专利技术的一个方面，提供了一种分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法，所述方法包括以下步骤：步骤S100：在分布式光纤传感系统运行过程中，实时采集对应于传感光纤空间域各点的散射光强的数据序列；步骤S200：通过窗口滑动的方式实时对数据序列计算出每个窗口对应的均方差值；步骤S300：将每个窗口对应的均方差值与预设的长度阈值进行比较，当某个窗口的均方差值小于预设的长度阈值时，则该窗口所在的位置为第一次传感光纤末端，根据第一次传感光纤末端确定第一次传感光纤长度；步骤S400：重复步骤S100到步骤S300，确定第二次传感光纤长度，将第二次传感光纤长度与第一次传感光纤长度作差得到差值，当差值大于预设的报警阈值时，则报警，断纤位置为第二次传感光纤末端对应位置。上述分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法中，在步骤S200中，某个窗口对应的均方差值的公式如下：其中，N为窗口长度，xi为窗口内数据点值即为对应位置的散射光强，μ为某个窗口的数据的平均值。上述分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法中，在步骤S300中，预设的长度阈值为300-400。上述分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法中，预设的长度阈值为300。上述分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法中，在步骤S400中，报警阈值为100-200。上述分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法中，报警阈值为200。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位装置，包括：采集模块，用于实时采集对应于传感光纤空间域各点的散射光强的数据序列；计算模块，用于通过窗口滑动的方式实时对数据序列计算出每个窗口对应的均方差值；比较模块，用于将每个窗口对应的均方差值与预设的长度阈值进行比较，当某个窗口的均方差值小于预设的长度阈值时，则该窗口所在的位置为传感光纤末端，根据传感光纤末端确定传感光纤长度；报警模块，当通过采集模块、计算模块和比较模块确定第一次传感光纤长度和第二次传感光纤长度时，用于将第二次传感光纤长度与第一次传感光纤长度作差得到差值，当差值大于预设的报警阈值，则报警，断纤位置为第二次传感光纤末端对应位置。上述分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位装置中，每个窗口对应的均方差值的公式如下：其中，N为窗口长度，xi为窗口内数据点值即为对应位置的散射光强，μ为每个窗口的数据的平均值。上述分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位装置中，预设的长度阈值为300-400。上述分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位装置中，预设的报警阈值为100-200。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一个或多个机器可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得设备执行如本专利技术的一个方面中的一个或多个的方法。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术为分布式光纤传感系统提供了自检的功能，由于传感光纤既是系统的感测介质，同时也是数据通信介质，通讯光缆的损耗情况决定了系统的整体监测效果，本方法在系统运行过程中，能够同时对光纤的状况进行实时监测，在发生传感光纤发生断裂事件能够迅速发出告警，通过对传感光纤的状况监测来保障系统的正常运行；(2)本专利技术在对光纤断裂事件告警的同时，还可根据断裂后传感光纤的实际距离对光纤断裂事件进行精确定位，并能够结合分区设置的参数，将光纤断裂事件定位于实际地理位置，便于应急部门及时抢修。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的传感光纤长度实时计算示意图；图3为示出了可用来实践本专利技术的实施方式的计算设备的框图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。方法实施例：参见图1，图1为本专利技术实施例提供的分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法的流程图。如图1所示，该分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法包括以下步骤：步骤S100：在分布式光纤传感系统运行过程中，实时采集对应于传感光纤空间域各点的散射光强的数据序列；步骤S200：通过窗口滑动的方式实时对数据序列计算出每个窗口对应的均方差值；步骤S300：将每个窗口对应的均方差值与预设的长度阈值进行比较，当某个窗口的均方差值小于预设的长度阈值时，则该窗口所在的位置为第一次传感光纤末端，根据第一次传感光纤末端确定第一次传感光纤长度；进一步的，预设的长度阈值的范围为300-400，优选的，预设的长度阈值为300。步骤S400：重复步骤S100到步骤S300，确定第二次传感光纤长度，将第二次传感光纤长度与第一次传感光纤长度作差得到差值，当差值大于预设的报警阈值，则报警，断纤位置为第二次传感光纤末端对应位置。进一步的，预设的报警阈值的范围为100-200，优选的，预设的报警阈值为200。在步骤S200中，某个窗口对应的均方差值的公式如下：其中，N为窗口长度，xi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S100：实时采集对应于传感光纤空间域各点的散射光强的数据序列；步骤S200：通过窗口滑动的方式实时对数据序列计算出每个窗口对应的均方差值；步骤S300：将每个窗口对应的均方差值与预设的长度阈值进行比较，当某个窗口的均方差值小于预设的长度阈值时，则该窗口所在的位置为第一次传感光纤末端，根据第一次传感光纤末端确定第一次传感光纤长度；步骤S400：重复步骤S100到步骤S300，确定第二次传感光纤长度，将第二次传感光纤长度与第一次传感光纤长度作差得到差值，当差值大于预设的报警阈值时，则报警。

【技术特征摘要】
1.一种分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S100：实时采集对应于传感光纤空间域各点的散射光强的数据序列；步骤S200：通过窗口滑动的方式实时对数据序列计算出每个窗口对应的均方差值；步骤S300：将每个窗口对应的均方差值与预设的长度阈值进行比较，当某个窗口的均方差值小于预设的长度阈值时，则该窗口所在的位置为第一次传感光纤末端，根据第一次传感光纤末端确定第一次传感光纤长度；步骤S400：重复步骤S100到步骤S300，确定第二次传感光纤长度，将第二次传感光纤长度与第一次传感光纤长度作差得到差值，当差值大于预设的报警阈值时，则报警。2.根据权利要求1所述的分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法，其特征在于，在步骤S200中，每个窗口对应的均方差值的公式如下：其中，N为窗口长度，xi为窗口内数据点值即为对应位置的散射光强，μ为每个窗口的数据的平均值。3.根据权利要求1所述的分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法，其特征在于，在步骤S300中，预设的长度阈值为300-400。4.根据权利要求3所述的分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法，其特征在于，预设的长度阈值为300。5.根据权利要求1所述的分布式光纤传感系统光纤断裂监测定位方法，其特征在于，在步骤S400中，预设的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成志，梁同利，刘诚，王明超，王学锋，郑春雷，宋海滨，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11