基于瑞利散射光谱非相似性的分布式扰动传感和解调方法技术

本发明专利技术涉及一种基于瑞利散射光谱非相似性的分布式扰动传感和解调方法，包括下列步骤：在待测光纤上没有施加扰动和施加扰动时，分别利用光频域反射系统测量得到一组波长域拍频信号；利用去斜滤波进行非线性相位补偿得到参考光谱和测量光谱；利用快速傅里叶变换从波长域转换到距离域；利用滑动窗进行分段；利用快速逆傅里叶变换获得局部参考瑞利散射光谱和局部测量瑞利散射光谱；利用小波去噪降噪处理；计算非相似度；得到相对欧氏距离随滑动窗位置的归一化曲线；低通滤波；定位扰动点。定位扰动点。定位扰动点。

【技术实现步骤摘要】
基于瑞利散射光谱非相似性的分布式扰动传感和解调方法


[0001]本专利技术属于分布式光纤传感仪器
，具体涉及一种基于瑞利散射光谱非相似性的分布式扰动传 感和解调方法。

技术介绍

[0002]分布式的光纤扰动传感方法在诸多领域有着广泛的应用，比如在入侵探测、油气管道监测、通信光缆 的监测等。光频域反射(Optical Frequency Domain Reflectometry,OFDR)技术，作为分布式光纤传感的一种， 具有抗电磁干扰、强适应性、定位精度高、灵敏度高等优点，其在扰动传感方面有着很大的优势。基于瑞 利散射光谱分析的OFDR技术以及被广泛用于短距离扰动的测量中，并且具有很高的测量灵敏度和空间分 辨率。但是在将其应用与长距离扰动的测量中，由于光纤中背向瑞利散射本身就很微弱，再加上环境随机 噪声的影响也逐渐增大，对瑞利散射光谱信号会产生很大影响，使得在长距离下进行分布式的扰动传感并 要保证较高的空间分辨率就变得困难。在现有基于OFDR技术实现长距离光纤扰动分布式传感方法中，刘 铁根等人
[1]将不同时刻的外界扰动的瑞利散射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于瑞利散射光谱非相似性的分布式扰动传感和解调方法，包括下列步骤：第一步，在待测光纤上没有施加扰动时，利用光频域反射系统测量得到一组波长域拍频信号，作为参考信号S
r
；施加扰动后，利用光频域反射系统测量得到一组波长域拍频信号，作为测量信号S
m
。第二步，利用去斜滤波对S
r
进行非线性相位补偿得到线性拍频信号RS，即为参考光谱；利用去斜滤波对S
m
进行非线性相位补偿得到线性拍频信号MS，即为测量光谱；第三步，利用快速傅里叶变换将RS从波长域转换到距离域，得到距离域信号R
r
；利用快速傅里叶变换将MS从波长域转换到距离域，得到距离域信号R
m
；第四步，利用大小为N的滑动窗对R
r
进行分段得到R
ri
；利用滑动窗对R
m
进行分段得到R
mi
，其中i∈[1,M]，M为段数，N和M之间满足M＝采样点数/N；第五步，利用快速逆傅里叶变换将R
ri
反变换回波长域，转换为局部参考瑞利散射光谱，记为LRS
i
＝(lrs1,lrs2,
…
,lrs
N
)；利用快速逆傅里叶变换将R
mi
反变换回波长域，转换为局部测量瑞利散射光谱，记为LMS
i
＝(lms1,lms2,
…
,lms
N
)；第六步，利用小波去噪对LRS
i
进行降噪得到DLRS
i
＝(dlrs1,dlrs2,
…
,dlrs
N
)；利用小波去噪对LMS
i
进行降噪得到DLMS

【专利技术属性】
技术研发人员：丁振扬，张腾，刘铁根，刘琨，江俊峰，王晨欢，花培栋，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：