【技术实现步骤摘要】
消除斜坡型布里渊动态传感系统线宽依赖性的方法和装置
本专利技术涉及测量
，尤指一种消除斜坡型布里渊动态应变传感系统线宽依赖性的方法和装置。
技术介绍
布里渊光时域分析(BrillouinOpticalTimeDomainAnalysis，BOTDA)传感技术作为一种新型分布式传感技术，凭借其检测信号强度大、测量精度高、动态范围宽、传感距离长等优点，已成为目前光纤传感应用领域国内外的研究热点，被广泛应用于设备故障检测及定位、油气管线安全状况监测、大型结构健康检测和地质灾害监测及预警等领域。传统的BOTDA测量原理是利用在光纤两端分别注入脉冲泵浦光和连续探测光，两束光在光纤中相向传播，当两束光相遇且两束光的频率差处于布里渊增益谱范围内时，脉冲泵浦光通过受激布里渊散射效应(StimulatedBrillouinScattering，SBS)向连续探测光转移能量。通过扫描连续探测光的频率，可以在泵浦端获得随频率变化的不同光纤位置处的探测光功率，进而可以得到重构的布里渊增益谱，通过洛伦兹拟合即可得到布里渊频移沿光纤的分布...
【技术保护点】
1.一种消除斜坡型布里渊动态应变传感系统线宽依赖性的方法,其特征在于，该方法采用任意波形发生器和电光调制器将窄线宽激光器输出的连续光调制成四个顺序连接的周期性频率段，其中两个频率与泵浦光的频率差位于布里渊增益斜坡一侧不同的两个点，而另外两个则位于布里渊增益斜坡另一侧与之对称的两个点上，且每个频率的持续时间等于脉冲信号光的重复周期，调制后的四频连续探测光入射到传感光纤中与相向传输的每一个对应的泵浦光发生受激布里渊散射作用，作用后携带传感信息不同频率的探测光经光电检测器检测和数据采集卡采集后传入计算机进行处理和解调，计算机首先对采集到数据进行预处理，接着利用双斜坡四频差分比值法...
【技术特征摘要】
1.一种消除斜坡型布里渊动态应变传感系统线宽依赖性的方法,其特征在于，该方法采用任意波形发生器和电光调制器将窄线宽激光器输出的连续光调制成四个顺序连接的周期性频率段，其中两个频率与泵浦光的频率差位于布里渊增益斜坡一侧不同的两个点，而另外两个则位于布里渊增益斜坡另一侧与之对称的两个点上，且每个频率的持续时间等于脉冲信号光的重复周期，调制后的四频连续探测光入射到传感光纤中与相向传输的每一个对应的泵浦光发生受激布里渊散射作用，作用后携带传感信息不同频率的探测光经光电检测器检测和数据采集卡采集后传入计算机进行处理和解调，计算机首先对采集到数据进行预处理，接着利用双斜坡四频差分比值法进行正式的处理，最后利用计算机中存储的事先测量标定和拟合分析的不同应变处理结果与相应应变的对应关系曲线进行解调得到最终的动态应变值。
2.根据权利要求1所述的一种消除斜坡型布里渊动态应变传感系统线宽依赖性的方法，其特征在于，所述的计算机预处理是指将采集到的发生SBS作用后的探测光功率与提前测量的未和泵浦光作用的探测光功率相除后取对数以获得对数增益并消除探测光功率波动的影响。
3.根据权利要求1所述的一种消除斜坡型布里渊动态应变传感系统线宽依赖性的方法，其特征在于，所述的双斜坡四频差分比值法是指分别将经预处理后的各个斜坡上不同频率的两个探测光增益取倒数后相减以消除布里渊增益谱表达式分母中线宽参数的影响，接着对得到的两个数据结果相除以消除布里渊增益谱表达式分子中线宽参数的影响和泵浦光功率波动的影响，最后对得到的结果取对数以方便拟合和解调。
4.根据权利要求1所述的一种消除斜坡型布里渊动态应变传感系统线宽依赖性的方法，其特征在于，所述的计算机中存储的事先测量标定和拟合分析的不同应变处理结果与相应应变的对应关系曲线是指测量前对系统施加不同程度的应变，对得到的结果按照上述处理过程进行处理，每一个应变值都会对应一个相应的处理结果，将每一个处理结果以及对应的应变值进行拟合得到对应关系曲线并存储在计算机中，当需要解调时将测量处理后的结果代入即可获得对应的动态应变值。
5.根据权利要求1所述的一种消除斜坡型布里渊动态应变传感系统线宽依赖性的方法，其特征在于，所述的该计算机对采集到的数据进行预处理步骤为，将采集到的发生SBS作用后的探测光功率与提前测量的未和泵浦光作用的探测光功率相除后取对数以获得对数增益并消除探测光功率波动的影响，预处理后一个周期频率段的对数增益数据表示为
式中，Gn为不同频率探测光经预处理后沿光纤分布随时间变化的对数增益，In为不同频率探测光的功率，GSBS为布里渊幅度增益，gB为布里渊增益峰值，IP为泵浦光功率，Δz为光纤的相互作用长度，ΔvB为调制后的布里渊增益谱的线宽...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永倩，王磊，刘艳蕊，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13
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