一种高空间分辨率下的OFDR大应变测量方法技术

本发明专利技术提供一种高空间分辨率下的OFDR大应变测量方法，本发明专利技术在OFDR系统测量应变中，首先将光纤上对应各个位置的传统的一维互相关处理结果信号转化为二维图像信号，在二维图像的基础上通过全变分去噪算法或小波去噪算法对图像进行去噪处理，再将处理后的图像进行下一步运算，最终得到高空间分辨率下大应变的测量结果。其优点在于，本发明专利技术所提出的基于小波去噪算法的OFDR传感系统通过对二维图像信息的去噪处理，不仅能够提高系统空间分辨率，而且能够有效去除大应变测量结果的异常值，提高测量的准确性，实现高空间分辨率下的大应变测量。

【技术实现步骤摘要】
一种高空间分辨率下的OFDR大应变测量方法
本专利技术涉及一种高空间分辨率下的OFDR大应变测量方法，在高空间分辨率下提升了OFDR系统应变测量范围，属于光纤传感探测的

技术介绍
分布式光纤传感中光纤作为传感介质的同时也是测量的传输介质，利用光纤中光波的传输特性，实现沿光纤长度方向对外界环境进行实时监控。分布式光纤传感技术具有抗电磁干扰能力强、远程信号传输性能优越、测试精度高、重复稳定性、定位精度高，传感距离大等优势。基于其上述优势，该技术正被逐渐应用在越来越多的领域，例如铁路现场检测、监测，桥梁结构应力检测，隧道等地下的火灾警报，地质灾害监测等。作为分布式光纤传感系统的代表，光频域反射技术(OFDR)具有高的动态范围,高灵敏度,高空间分辨率的优势等优点，可以连续测量沿光纤距离上的应变、振动、温度等外界的物理量变化。OFDR原理为：可调谐激光光源发出的线性扫频光经过耦合器分为两束，一束进入待测光纤，待测光纤的后向瑞利散射光返回形成信号光，与另一束参考光发生拍频干涉。对拍频信号采集并进行快速傅里叶变换处理，就可以得到沿传感光纤构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高空间分辨率下的OFDR大应变测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1.分别采集两次信号，一次为不包含应变信息的信号，为参考信号；另一次为包含应变信息的信号，为测试信号；/nS2.将参考信号和测试信号通过快速傅里叶变化映射到距离域上，并取窗口大小C将信号划分为N等分，其中窗口大小C决定了系统的空间分辨率；/nS3.对第一份参考信号和测量信号的局部距离域信息进行快速逆傅里叶变化；/nS4.对快速逆傅里叶变换后的参考信号和测量信号通过互相关计算得到一维互相关结果；/nS5.重复步骤S3-S4，得到光纤每一对应位置的互相关结果，将得到的所有一维互相关结果在光纤距离上重构成二维图像信号，在...

【技术特征摘要】
1.一种高空间分辨率下的OFDR大应变测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.分别采集两次信号，一次为不包含应变信息的信号，为参考信号；另一次为包含应变信息的信号，为测试信号；
S2.将参考信号和测试信号通过快速傅里叶变化映射到距离域上，并取窗口大小C将信号划分为N等分，其中窗口大小C决定了系统的空间分辨率；
S3.对第一份参考信号和测量信号的局部距离域信息进行快速逆傅里叶变化；
S4.对快速逆傅里叶变换后的参考信号和测量信号通过互相关计算得到一维互相关结果；
S5.重复步骤S3-S4，得到光纤每一对应位置的互相关结果，将得到的所有一维互相关结果在光纤距离上重构成二维图像信号，在二维图像的基础上通过全变分去噪算法或小波去噪算法对图像进行去噪处理；
S6.将通过去噪算法处理后的图像重新分解到光纤的对应位置，通过寻找主峰的偏移得到对应光纤位置光谱的偏移量，从而能够得到高空间分辨率下的大应变测量结果，提高测量的准确性。


2.根据权利要求1所述的一种高空间分辨率下的OFDR大应变测量方法，其特征在于，利用小波算法对重构的二维图像信号进行去噪处理，具体过程为，
将信号通过小波变换后，信号产生的小波系数含有信号的重要信息，将信号经小波分解后小波系数较大，噪声的小波系数较小，并且噪声的小波系数要小于信号的小波系数，通过选取一个合适的阀值，大于阀值的小波系数被认为是有信号产生的，应予以保留，小于阀值的则认为是噪声产生的，置为零，从而达到去噪的目的。


3.根据权利要求2所述的一种高空间分辨率下的OFDR大应变测量方法，其特征在于，所述小波去噪算法过程如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兆军，杨文晨，秦增光，徐演平，丛振华，渠帅，王泽群，李帅，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37