[發明專利]一種光纖管道泄漏監測裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201210190809.6
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN102720949A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 封皓;靳世久;曾周末;安陽
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F17D5/02
• 分類號: F17D5/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

1.一種光纖管道泄漏監測裝置，所述監測裝置包括：半導體激光光源，其特征在于，

所述半導體激光光源通過偏振控制器將發出的激光傳輸至第一耦合器，所述第一耦合器將所述激光分束成第一激光和第二激光；所述第一激光依次通過第一引導光纖、第一環形器和第三引導光纖傳輸至第二耦合器，所述第二耦合器將所述第一激光分束成第三激光和第四激光；所述第三激光經過第一傳感光纜，所述第四激光經過第二傳感光纜后在第三耦合器處合束，獲取第一合束激光；所述第一合束激光依次通過第四引導光纖和第二環形器傳輸至第二光電探測器；所述第二激光依次通過第二引導光纖、第二環形器和第四引導光纖傳輸至第三耦合器；所述第三耦合器將所述第二激光分成第五激光和第六激光；所述第五激光經過所述第一傳感光纜，所述第六激光經過所述第二傳感光纜后在所述第二耦合器處合束，獲取第二合束激光；所述第二合束激光依次通過所述第三引導光纖和所述第一環形器傳輸至第一光電探測器；所述第一光電探測器將所述第二合束激光轉換為第二電信號并分別傳輸至計算機和控制處理器；所述第二光電探測器將所述第一合束激光轉換為第一電信號并分別傳輸至所述計算機和所述控制處理器；所述控制處理器通過接口協議轉換裝置連接有偏振控制器；所述控制處理器根據所述第一電信號和所述第二電信號的相關系數判斷是否需要對所述偏振控制器的控制量進行控制；如果是，所述第一光電探測器和所述第二光電探測器分別獲取經過所述偏振控制器控制后的第二調整電信號和第一調整電信號；所述計算機根據所述第一調整電信號和所述第二調整電信號對事發點進行定位；如果否，所述計算機根據所述第一電信號和所述第二電信號對所述事發點進行定位。

2.根據權利要求1所述的一種光纖管道泄漏監測裝置，其特征在于，所述半導體激光光源通過偏振控制器將發出的激光傳輸至第一耦合器具體為：

所述半導體激光光源的通過第七引導光纖與所述偏振控制器的一端連接，所述偏振控制器的另一端通過第八引導光纖與所述第一耦合器連接，所述半導體激光光源通過所述偏振控制器將發出的所述激光傳輸至所述第一耦合器。

3.根據權利要求1或2所述的一種光纖管道泄漏監測裝置的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)所述控制處理器隨機產生所述偏振控制器的初始控制量組合x_n，并依次輸入到所述偏振控制器中，獲取每個初始控制量x對應的相關系數f(x)，并獲取第一相關系數組合f(x_n)；

(2)根據所述初始控制量組合x_n對應的相關系數大小，對所述初始控制量組合x_n進行升序排列，獲取排列后相關系數組合f(x′_n)和相關系數累加之和P，將所述相關系數累加之和P與隨機數r相乘得到P_r，其中，0<r<1；

(3)令參數選取P_n≥P_r時n的最小值n′，將1至n′個控制量組合作為所述偏振控制器的第一新控制量組合x″_n；

(4)將所述第一新控制量組合x″_n中相關系數最小的控制量x″₁替換為x″₁=x″_max+f(x″_max)×Δ，其中，Δ為最大跳轉步長，x″_max為所述第一新控制量組合x″_n中相關系數最大的控制量；

(5)對剩余的n′-2個控制量按概率P_c執行更新操作，獲取第二新控制量組合x″′_n；

(6)將所述第二新控制量組合x″′_n輸入至所述偏振控制器，獲取相應的第二相關系數組合f(x″′_n)；

(7)判斷所述第二相關系數組合f(x″′_n)中是否有相關系數值大于閾值，如果是，執行步驟(8)；如果否，執行步驟(9)；

(8)將大于所述閾值的相關系數值對應的控制量作為最終控制量，并將控制量輸出至所述偏振控制器，流程結束；

(9)重新執行步驟(1)。

4.根據權利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述對剩余的n′-2個控制量按概率P_c執行更新操作，獲取第二新控制量組合x″′_n具體為：

假定參與更新操作的一對控制量為x″_a和x″_b，隨機數k，0<k<1，則產生的新控制量分別為x″_new1=(1-k)×x″_a+k×″_b，x″_new2=(1-k)×x″_b+k×x″_a，重復進行(n′-2)×P_c/2次更新操作，獲取所述第二新控制量組合x″′_n。