一种基于相位解调与互相关结合的光频域反射应变传感方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相位解调与互相关结合的光频域反射应变传感方法，包括：采集待测光纤应变前后的背向瑞利散射信号，通过傅里叶变换分别提取参考信号和测量信号的相位信息；结合互相关算法，对光纤同一位置的参考信号与测量信号进行匹配，校正距离域上的错位现象；计算匹配的参考信号、测量信号同位置的相对相位，并进行相位解缠绕；区分光纤光栅区域与非光栅区域，并采用线性回归拟合算法对相位数据进行连续性校正，以消除跳变误差；基于差分相对相位，根据互相关算法中所取的窗宽，确定突变位置所处窗口，并对该窗口的应变进行分段赋值，最终输出完整应变场分布数据。本发明专利技术方法提升了相位解调方法的稳定性和抗干扰能力以及测量的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分布式光纤传感，具体涉及一种基于相位解调与互相关结合的光频域反射应变传感方法。

技术介绍

1、分布式光纤传感技术利用光纤作为传感单元和传输元件，实现了对光纤沿线分布的环境参数的连续测量，已成为交通、海缆监测、电力通讯、航天航空、油气勘探、国防军工、管道运输等研究领域的重要技术手段。

2、在多种分布式光纤传感技术中，基于后向瑞利散射的光频域反射技术的传感系统结构相对简单，更易于实现光信号的探测，在短距离测量方面具备高空间分辨率、测量精度和传感实时性，因而在精密设备测试、组件测试、材料与装配测试等高精度测试场合有着广泛的应用。

3、在现有ofdr(optical frequency domain reflectometry，光频域反射)技术中，瑞利散射信号强度较弱、光源的非线性调谐等因素制约了其空间分辨率、传感精度等性能的提高；基于相位解调的ofdr具有实现理论空间分辨率的潜力，但高度依赖相位信息的准确性，随机光学噪声、环境振动等干扰是抑制该性能的主要因素，进而可能导致相位跳变或解调误差。

4、现有ofdr分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于相位解调与互相关结合的光频域反射应变传感方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的光频域反射应变传感方法，其特征在于，所述OFDR传感系统包括：可调谐激光器、第一耦合器、辅助干涉仪、主干涉仪、时钟调理电路以及数据采集卡；

3.根据权利要求2所述的光频域反射应变传感方法，其特征在于，所述主干涉仪中形成的拍频信号，表示为：

4.根据权利要求1所述的光频域反射应变传感方法，其特征在于，步骤2中，对两组信号分别进行傅里叶变换，得到光纤沿线各个位置的复数信号{a1+b1i,a2+b2i,...,ai+bii}；p>

5.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种基于相位解调与互相关结合的光频域反射应变传感方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的光频域反射应变传感方法，其特征在于，所述ofdr传感系统包括：可调谐激光器、第一耦合器、辅助干涉仪、主干涉仪、时钟调理电路以及数据采集卡；

3.根据权利要求2所述的光频域反射应变传感方法，其特征在于，所述主干涉仪中形成的拍频信号，表示为：

4.根据权利要求1所述的光频域反射应变传感方法，其特征在于，步骤2中，对两组信号分别进行傅里叶变换，得到光纤沿线各个位置的复数信号{a1+b1i,a2+b2i,...,ai+bii}；

5.根据权利要求4所述的光频域反射应变传感方法，其特征在于，步骤3中，校正光纤距离域上的错位现象，包括如...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峰，刘彦麟，周靖凯，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：