一种提高瑞利散射多参量分布式测量精度的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高瑞利散射多参量分布式测量精度的方法，其包括以下步骤：通过双芯弱光栅阵列和瑞利散射结合的多参量分布式测量系统得到瑞利散射信号和弱光栅阵列信号；利用小波阈值去噪方法对所得到的两种信号进行去噪处理；采用最小均方根误差算法对瑞利散射强度解调结果进行校准补偿；首先对补偿系数进行种群初始化，利用遗传算法定义适应度函数，保留适应度较大的个体；对保留下来的优势个体进行交叉、变异得到优势子个体；通过循环上述步骤得到满足要求的最优个体，换算出补偿系数值后即可得到高精度的温度和应变分布。本发明专利技术利用新型的遗传算法得到温度和应变的最优补偿量，实现了高精度的多参量分布式测量。

【技术实现步骤摘要】
一种提高瑞利散射多参量分布式测量精度的方法
本专利技术涉及光纤传感
，更具体地说，涉及一种提高瑞利散射多参量分布式测量精度的方法。
技术介绍
随着科学技术的发展和物联网应用要求的提高，光纤传感网络正在向大容量和多参量测量方向发展，基于瑞利散射的多参量分布式测量开始受到重视。受限于技术原理，基于单模光纤瑞利散射的分布式光纤传感系统的信噪比较低，测量精度较低，传感功能比较单一，难以实现对温度和应变的定量检测。目前，以弱光栅作为传感单元对多参量进行分布式测量的方法有：1、文泓桥(文泓桥等，基于弱光纤光栅阵列的分布式振动探测系统研究.中国激光.2017，44(02):0210001.)提出了一种分布式弱光纤光栅阵列振动探测系统，能够实现高灵敏度分布式动态测量。现有弱光纤光栅阵列虽然在动态振动信号测量方面可实现分布式测量，但是，对温度与应变等静态量信号还只是一种准分布式测量，并且由于光纤对温度与应变的交叉敏感温度补偿光栅与测量光栅的位置偏差等都会造成测量精度难以保证，在工程应用中存在困难。2、张旭萍(WangX，etal.SNREnhancedDistributedVibrationFi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高瑞利散射多参量分布式测量精度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：Step1，通过双芯弱光栅阵列和瑞利散射结合的多参量分布式测量系统得到瑞利散射信号和弱光栅阵列信号；Step2，利用小波阈值去噪方法对步骤Step1所得到的两种光谱数据进行去噪处理；Step3，以弱光栅阵列信号波长解调的结果作为温度的参考值，以瑞利背向散射强度解调的结果作为温度的初测值，假定存在温度补偿ΔTe；Step4，采用均方根误差σ对瑞利背向散射信号进行校准：以弱光栅阵列信号为基准，对瑞利背向散射信号求均方根误差；Step5，确定ΔTe的上下界，对种群进行初始化，随机生成M个ΔTe值，利用遗传算法，定义适应度...

【技术特征摘要】
1.一种提高瑞利散射多参量分布式测量精度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：Step1，通过双芯弱光栅阵列和瑞利散射结合的多参量分布式测量系统得到瑞利散射信号和弱光栅阵列信号；Step2，利用小波阈值去噪方法对步骤Step1所得到的两种光谱数据进行去噪处理；Step3，以弱光栅阵列信号波长解调的结果作为温度的参考值，以瑞利背向散射强度解调的结果作为温度的初测值，假定存在温度补偿ΔTe；Step4，采用均方根误差σ对瑞利背向散射信号进行校准：以弱光栅阵列信号为基准，对瑞利背向散射信号求均方根误差；Step5，确定ΔTe的上下界，对种群进行初始化，随机生成M个ΔTe值，利用遗传算法，定义适应度函数，保留适应度不低于20的优势个体，将保留下来的优势个体进行交叉和变异操作，保留优势子个体；Step6，反复执行步骤Step5并记录满足预期的最优个体，得到ΔTe值后即可得到瑞利散射分布式测量校准后的温度。2.根据权利要求1所述的一种提高瑞利散射多参量分布式测量精度的方法，其特征在于，在所述步骤Step2中，根据两种光谱信号各自...

【专利技术属性】
技术研发人员：童杏林，潘旭，张翠，邓承伟，郑志远，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42