一种光纤长度的测量控制方法、终端及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种光纤长度的测量控制方法、终端及存储介质，方法包括：控制单模激光器产生连续的预设波长的激光，并根据第一预设电压对第一声光调制器的输入电压进行调制，得到单个脉冲激光；通过预设比例的光纤耦合器产生脉冲序列，并根据第二预设电压对第二声光调制器的输入电压进行调制，将脉冲序列中部分光信号的强度调整为预设强度；通过光电探测器将调整后的光信号转换为对应的电信号，并根据脉冲定位规则对电信号进行脉冲定位；根据定位的脉冲电信号进行示波器采样，并根据采样数据进行数据拟合，计算得到待测光纤的长度并输出。本发明专利技术通过光纤声光调制器对光脉冲强度进行阶梯调制，通过扩展有效光路长度进一步提高测量精度。精度。精度。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤长度的测量控制方法、终端及存储介质


[0001]本专利技术涉及光纤
，尤其涉及的是一种光纤长度的测量控制方法、终端及存储介质。

技术介绍

[0002]在光纤长度测量方面，存在飞行时间法(TOF)、光时域反射仪(OTDR)、光频域反射仪(OFDR)、非对称Sagnac干涉仪和激光锁模法等几种传统方法。飞行时间法需要高频脉冲信号源和高时间稳定度的高速示波器，否则测量精度很难保证，此方法的测量精度通常在厘米量级；光时域反射仪利用光在光纤中传播时产生的微弱的后向瑞利散射光，需要对信号进行平均以减少检测噪声，导致其测量时间较长，测量精度一般，并且存在一定范围的探测盲区；光频域反射仪需要低相位噪声和大线性扫频范围的光源，设备使用寿命难以保证，成本非常高，同时由于光源相干长度的限制，不适合长距离测量；频移非对称Sagnac干涉仪易受到光纤的扭转和扰动的影响，会产生几何效应和光弹效应引起光波偏振态的变化，进而影响被测光纤的测量值；激光锁模法无法直接测量短光纤的长度。此外，很多光学设备体积较大，对使用环境要求较高，不适用于现场检测，所以需要一种高检测精度、低成本且便于集成携带的检测设备。
[0003]因此，现有技术还有待改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术缺陷，本专利技术提供一种光纤长度的测量控制方法、终端及存储介质，以解决传统的光纤长度测量控制方法检测精度低和成本高的技术问题。
[0005]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种光纤长度的测量控制方法，包括：
[0007]控制单模激光器产生连续的预设波长的激光，并根据第一预设电压对第一声光调制器的输入电压进行调制，将所述连续的预设波长的激光转换为单个脉冲激光；
[0008]通过预设比例的光纤耦合器产生脉冲序列，并根据第二预设电压对第二声光调制器的输入电压进行调制，将所述脉冲序列中部分光信号的强度调整为预设强度；
[0009]通过光电探测器将调整后的光信号转换为对应的电信号，并根据脉冲定位规则对所述电信号进行脉冲定位，得到定位的脉冲电信号；
[0010]根据定位的脉冲电信号进行示波器采样，并根据采样数据进行数据拟合，计算得到待测光纤的长度并输出。
[0011]在一种实现方式中，所述控制单模激光器产生连续的预设波长的激光，之前包括：
[0012]对若干种不同分光比例的光纤耦合器进行仿真测试，并根据测试结果选择得到所述预设比例的光纤耦合器；其中，所述预设比例为90：10。
[0013]在一种实现方式中，所述控制单模激光器产生连续的预设波长的激光，并根据第
一预设电压对第一声光调制器的输入电压进行调制，将所述连续的预设波长的激光转换为单个脉冲激光，包括：
[0014]控制所述单模激光器产生连续的1550nm激光；
[0015]根据所述第一预设电压控制所述第一声光调制器，将所述连续的1550nm激光的光路打开后关闭，产生所述单个脉冲激光。
[0016]在一种实现方式中，所述通过预设比例的光纤耦合器产生脉冲序列，并根据第二预设电压对第二声光调制器的输入电压进行调制，将所述脉冲序列中部分光信号的强度调整为预设强度，包括：
[0017]通过所述预设比例的光纤耦合器将所述单个脉冲转换为所述脉冲序列；
[0018]根据所述第二预设电压对所述第二声光调制器的输入电压进行调制；
[0019]调整两个任意波发生器的延时差，将所述脉冲序列中一部分光脉冲的强度调整到同一水平。
[0020]在一种实现方式中，所述调整两个任意波发生器的延时差，将所述脉冲序列中一部分光脉冲的强度调整到同一水平，包括：
[0021]分别控制两个所述任意波发生器的信号与延时差，控制对应的声光调制器的输入电压，将所述脉冲序列中一部分光脉冲的强度调整到同一水平。
[0022]在一种实现方式中，所述通过光电探测器将调整后的光信号转换为对应的电信号，并根据脉冲定位规则对所述电信号进行脉冲定位，得到定位的脉冲电信号，包括：
[0023]通过所述光电探测器将调整后的光信号转换为对应的电信号；
[0024]根据预设时间段对所有电信号中的脉冲序列进行分割，得到每个时间段的最大值；
[0025]分别在每个时间段内的最大值的两侧查找半峰位置，并根据查找的两个所述半峰位置确定中点位置；
[0026]将所述中点位置设置为对应脉冲电信号的定位点。
[0027]在一种实现方式中，所述根据定位的脉冲电信号进行示波器采样，并根据采样数据进行数据拟合，计算得到待测光纤的长度并输出，包括：
[0028]根据设置的脉冲电信号的定位点计算第一个脉冲与第N个脉冲之间的第一时间差；
[0029]确定未放置所述待测光纤时的第一个脉冲与第N个脉冲之间的第二时间差；
[0030]根据所述第一时间差和所述第二时间差计算光信号在所述待测光纤中的循环飞行时间；
[0031]根据所述循环飞行时间对定位的脉冲电信号进行示波器采样，并根据采样数据进行数据拟合，计算得到待测光纤的长度并输出。
[0032]在一种实现方式中，所述根据设置的脉冲电信号的定位点计算第一个脉冲与第N个脉冲之间的第一时间差，包括：
[0033]根据所述第一个脉冲的光路和所述第N个脉冲的光路，计算所述第一个脉冲与所述第N个脉冲之间的光路差；
[0034]根据所述光路差及对应的脉冲信号的定位点计算所述第一个脉冲与所述第N个脉冲之间的第一时间差。
[0035]第二方面，本专利技术还提供一种终端，包括：处理器以及存储器，所述存储器存储有光纤长度的测量控制程序，所述光纤长度的测量控制程序被所述处理器执行时用于实现如第一方面所述的光纤长度的测量控制方法的操作。
[0036]第三方面，本专利技术还提供一种介质，所述介质为计算机可读存储介质，所述存储介质存储有光纤长度的测量控制程序，所述光纤长度的测量控制程序被处理器执行时用于实现如第一方面所述的光纤长度的测量控制方法的操作。
[0037]本专利技术采用上述技术方案具有以下效果：
[0038]本专利技术基于飞行时间法，利用光纤耦合器结构将单个光脉冲扩展至一套脉冲序列，并且通过光纤声光调制器对光脉冲强度进行阶梯式调制来增加可探测脉冲个数。与常规的飞行时间法相比，通过这种循环的方式测量同一长度的待测光纤，能够成倍地扩展光路长度，利用脉冲序列的持续间隔除以脉冲个数来平均测量所产生的误差，最后利用示波器的采样特性，对采集到的数据采用特殊的拟合方式，突破示波器采样速度的限制，实现更高精度的测量。本专利技术具有高精度、低成本和测量稳定性的特点。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤长度的测量控制方法，其特征在于，包括：控制单模激光器产生连续的预设波长的激光，并根据第一预设电压对第一声光调制器的输入电压进行调制，将所述连续的预设波长的激光转换为单个脉冲激光；通过预设比例的光纤耦合器产生脉冲序列，并根据第二预设电压对第二声光调制器的输入电压进行调制，将所述脉冲序列中部分光信号的强度调整为预设强度；通过光电探测器将调整后的光信号转换为对应的电信号，并根据脉冲定位规则对所述电信号进行脉冲定位，得到定位的脉冲电信号；根据定位的脉冲电信号进行示波器采样，并根据采样数据进行数据拟合，计算得到待测光纤的长度并输出。2.根据权利要求1所述的光纤长度的测量控制方法，其特征在于，所述控制单模激光器产生连续的预设波长的激光，之前包括：对若干种不同分光比例的光纤耦合器进行仿真测试，并根据测试结果选择得到所述预设比例的光纤耦合器；其中，所述预设比例为90：10。3.根据权利要求1所述的光纤长度的测量控制方法，其特征在于，所述控制单模激光器产生连续的预设波长的激光，并根据第一预设电压对第一声光调制器的输入电压进行调制，将所述连续的预设波长的激光转换为单个脉冲激光，包括：控制所述单模激光器产生连续的1550nm激光；根据所述第一预设电压控制所述第一声光调制器，将所述连续的1550nm激光的光路打开后关闭，产生所述单个脉冲激光。4.根据权利要求1所述的光纤长度的测量控制方法，其特征在于，所述通过预设比例的光纤耦合器产生脉冲序列，并根据第二预设电压对第二声光调制器的输入电压进行调制，将所述脉冲序列中部分光信号的强度调整为预设强度，包括：通过所述预设比例的光纤耦合器将所述单个脉冲转换为所述脉冲序列；根据所述第二预设电压对所述第二声光调制器的输入电压进行调制；调整两个任意波发生器的延时差，将所述脉冲序列中一部分光脉冲的强度调整到同一水平。5.根据权利要求4所述的光纤长度的测量控制方法，其特征在于，所述调整两个任意波发生器的延时差，将所述脉冲序列中一部分光脉冲的强度调整到同一水平，包括：分别控制两个所述任意波发生器的信号与延时差，控制对应的声光调制器的输入电压，将所述脉冲序...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇徽，王雨航，王义平，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：