[發明專利]一種基于能量分布的布里淵譜識別方法

有效

• 申請號: 201310264845.7
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103308083A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 閆繼送;袁明;吳寅初;劉磊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26;G01B11/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于布里淵譜識別技術領域，尤其涉及的是一種基于能量分布的布里淵譜識別方法。

背景技術

在光纖傳感系統中，光纖應變分布測試儀(簡稱BOTDR)是不可或缺的測試儀器，廣泛應用于橋梁、堤壩、建筑等結構的健康狀態監測以及石油、煤礦、管道等的區域安全監測等領域。其基本原理是從光纖一端注入脈沖光并接收光纖沿線各點返回的自發布里淵散射光，經過時域采樣及分析，即可得到沿線各點的布里淵散射光的頻譜，進而經分析得到頻移，然后再通過計算，即可得到光纖沿線各點的應變分布。

在BOTDR的內部數據處理中，通過掃頻方式獲得光纖沿線各點的布里淵譜分布數據后，需首先通過分析確定各點的布里淵譜中心位置，然后經復雜的洛侖茲曲線擬合及布里淵散射譜分析才得到光纖沿線各點的應變分布。在確定各點的布里淵譜中心位置過程中，通常的做法是將測試量程內采集的全部數據直接通過尋找最大值的方法，該方法有兩方面的問題：一是由于電路噪聲的干擾，對采集的數據通過尋找最大值的方法確定的布里淵譜中心位置有時會與真實位置偏差很大，尤其是在信噪比較差的情況下，該現象比較明顯，這將導致后續的洛侖茲曲線擬合和布里淵譜分析結果誤差很大，進而造成錯誤的應變計算結果；另一方面，由于在測試過程中，被測光纖長度小于測試量程，在當前測試量程內進行數據采集時，超過光纖長度后的采樣數據都是高斯噪聲，無任何有用信息，沒有必要再進行復雜的洛侖茲曲線擬合及布里淵散射譜分析，只會占用很多無謂的數據處理時間，從而影響了整體測試速度。

因此，現有技術存在缺陷，需要改進。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種布里淵譜自適應分析方法。

本發明的技術方案如下：

一種基于能量分布的布里淵譜識別方法，其中，包括以下步驟：

步驟100，確定布里淵譜測試數據為L；

步驟101，根據探測脈沖寬度PW選擇相應的能量積分窗口寬度W，并根據L及W計算，得到能量密度數據為P；

步驟102，在能量密度數據P中搜索預定帶寬DW條件下能量密度最高的頻率范圍SW，并將此頻率范圍提供給步驟103；

步驟103，在能量密度數據P中，在所述能量密度最高的頻率范圍SW內，計算其峰值是否超過能量閾值PT，如超過能量閾值PT則進入步驟104，如不超過則進入步驟108；

步驟104，在能量密度數據P中，搜索所述最高的頻率范圍內峰值對應的頻率點；

步驟105，在布里淵譜數據L中，以所述峰值為中心頻率計算3dB帶寬，并與3dB帶寬閾值比較，如超過閾值則進入步驟109，如未超過則進入步驟106；

步驟106，在布里淵譜數據L中，以所述峰值為中心頻率計算6dB帶寬，并與6dB帶寬閾值比較，如超過閾值則進入步驟109，如未超過則進入步驟107；

步驟107，在布里淵譜數據L中，以所述峰值為中心頻率計算9dB帶寬，并與9dB帶寬閾值值比較，如超過閾值則進入步驟109，如未超過則進入步驟120；

步驟108，未超過則認為此布里淵譜數據L中都為噪聲，無布里淵譜存在；

步驟109，識別過程結束，輸出中心頻率及其在數據中的位置；

步驟120，結束，無布里淵譜存在。

所述的基于能量分布的布里淵譜識別方法，其中，所述步驟101中，所述脈沖寬度PW越窄，能量積分窗口寬度越寬。

所述的基于能量分布的布里淵譜識別方法，其中，所述步驟101中，所述布里淵譜測試數據為L根據積分窗口寬度W進行積分運算。

所述的基于能量分布的布里淵譜識別方法，其中，所述步驟102中，所述預定帶寬DW的選擇范圍應小于能量積分窗口W。

所述的基于能量分布的布里淵譜識別方法，其中，所述步驟102中，所述預定帶寬DW為能量積分窗口寬度W的1/2。

所述的基于能量分布的布里淵譜識別方法，其中，所述步驟103中，所述能量閾值PT是根據量程最遠的100個點的布里淵譜測試數據L進行平均計算獲取。

所述的基于能量分布的布里淵譜識別方法，其中，所述步驟105、步驟106及步驟107中，所述帶寬閾值是根據布里淵譜數據L的探測脈沖寬度確定。

采用上述方案，能夠對采集數據是否含有布里淵譜及其位置進行準確判斷和定位，一方面根據判斷結果只對含有布里淵譜的數據進行曲線擬合和譜分析，避免了很多無謂的布里淵譜分析過程，節省整體數據輸出時間，提高了整體測試速度，另一方面提高了各種信噪比情況下布里淵譜分析的準確性，提高了應變測試精度。