[發明專利]一種分布式光纖傳感系統的擾動源定位方法有效
| 申請號： | 201310040748.X | 申請日： | 2013-02-01 |
| 公開（公告）號： | CN103090961A | 公開（公告）日： | 2013-05-08 |
| 發明（設計）人： | 孫琪真;王賀;劉德明;李曉磊 | 申請（專利權）人： | 華中科技大學 |
| 主分類號： | G01H9/00 | 分類號： | G01H9/00 |
| 代理公司： | 北京市德權律師事務所 11302 | 代理人： | 周發軍 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 分布式 光纖 傳感 系統 擾動 定位 方法 | ||
1.一種分布式光纖振動傳感系統的擾動源定位方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一、從頻譜分析中獲取“陷波曲線”，并對其進行低通濾波，消除曲線的高頻噪聲，使曲線變得平滑，得到的曲線稱為“一次FFT頻響曲線”；
步驟二、采用曲線擬合方法得到“去除向下趨勢的一次FFT頻響曲線”；
步驟三、對“去除向下趨勢的一次FFT頻響曲線”進行快速傅里葉變換FFT，得到“一次FFT頻響曲線”的頻率響應曲線，稱為“二次FFT頻響曲線”；
步驟四、尋找“二次FFT頻響曲線”中的峰值響應頻率h，根據所述峰值響應頻率h與“陷波頻率”之間的間隔f0的關系，計算出“陷波頻率”間隔f0；
步驟五、根據公式計算出擾動源位置并輸出,其中，n為光纖折射率，c為光在真空中傳播的速度。
2.根據權利要求1所述的分布式光纖振動傳感系統的擾動源定位方法，其特征在于，所述曲線擬合方法為“自適應擬合法”,具體步驟如下：
①根據系統監測光纖的總長度，設定一常數a0作為三次樣條擬合的初始擬合系數，并對“一次FFT頻響曲線”進行三次樣條擬合，得到與其向下趨勢一致的模擬輪廓曲線，稱為“一次FFT頻響曲線的預擬合曲線”；
②“一次FFT頻響曲線”與“一次FFT頻響曲線的預擬合曲線”相減，即可近似獲得去除向下趨勢的頻響曲線，稱為“預去除向下趨勢的一次FFT頻響曲線”；
③對“預去除向下趨勢的一次FFT頻響曲線”進行FFT處理，分析系統“一次FFT曲線”的頻譜成分，得到的曲線稱為“預二次FFT頻響曲線”；
④尋找“預二次FFT頻響曲線”的峰值響應頻率，該值的大小代表了“一次FFT曲線”的主要輪廓特征；依據峰值響應頻率的大小，重新調整三次樣條擬合新的擬合系數a；
⑤設定三次樣條擬合的擬合系數為a，重新對“一次FFT頻響曲線”進行擬合，得到的曲線稱為“一次FFT頻響曲線的擬合曲線”；
⑥“一次FFT頻響曲線”減去“一次FFT頻響曲線的擬合曲線”，消除掉“一次FFT頻響曲線”的向下趨勢，得到的曲線稱為“去除向下趨勢的一次FFT頻響曲線”。
3.根據權利要求1所述的分布式光纖振動傳感系統的擾動源定位方法，其特征在于，所述尋找峰值響應頻率h時，對峰值響應頻率附近的局部頻譜進行擬合，消除噪聲干擾，獲得更準確的峰值響應頻率h。
4.根據權利要求2所述的分布式光纖振動傳感系統的擾動源定位方法，其特征在于：對“預二次FFT頻響曲線”重新調整新的擬合系數a的具體方法包括兩種：
第一種：查找“標準擬合參考表”確定峰值響應頻率位置對應的擬合系數值；“標準擬合參數表”即為峰值響應頻率與擬合系數的對照表，通過對系統實驗測定獲得；
第二種：擬合參數設定為p*10-q*x，其中p，q為常數，取值分別為[0,10]之間的實數，x為[0,10]之間的整數。
5.根據權利要求2所述的分布式光纖振動傳感系統的擾動源定位方法，其特征在于：將“自適應擬合法”中“一次FFT頻響曲線”的擬合方法所述的三次樣條擬合方法及其對應的擬合系數，替換為B樣條擬合方法及其對應的擬合系數，或者多項式擬合方法及其對應的擬合系數。
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