[發明專利]用于分布式光纖傳感系統的位置標定方法及其裝置

有效

• 申請號: 201310339184.X
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103424137A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 楊吉平;常鴻;姚平;林剛;張學珠;王恒曉;葉常華;王瑞林;付沛霖
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;神華烏海能源有限責任公司;浙江嘉科電子有限公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G01K15/00;G01L25/00
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;胡冰

技術領域

本發明涉及光纖傳感測試領域，更具體地，涉及一種用于分布式光纖傳感系統的位置標定方法及其裝置。

背景技術

典型的分布式光纖傳感系統用于溫度的檢測，工作原理為：溫度改變對光纖的光學特性有影響（光纖內部的光散射具有溫度特性），通過檢測光纖光學特性的變化而獲知傳感光纖上某一段光纖的溫度。分布式光纖溫度傳感系統將高功率窄帶光脈沖送入光纖，探測返回的散射光強隨時間的變化，從而能在整個連續的光纖長度上，以距離的連續函數形式，檢測出光纖長度變化上各點的溫度值。分布式光纖溫度傳感系統具有無源、分布式、自定位等優點，其在工程上的應用越來越廣泛。

一方面，由于光纖傳感系統所定位的距離是依據反射光的光速與時間的乘積所獲得的，因此，光纖傳感系統中所檢測到的距離實際上是光源到測試點間的光纖本身的長度。由于在傳感光纖布置好后，計算機需要某一段光纖測得的參數與空間位置對應，即知道光纖測得的參數事件發生在哪個地點，而這無法依據從中心機房到現場布設的光纖長度來進行準確對應。對于用戶來說，更關心的是測試點的空間位置，因此需要有對空間位置與光纖長度進行標定。

另一方面，隨著光纖傳感測溫系統使用時間的延長，或者光纖接續點的增加，傳感系統中的光元件會發生一定程度的衰減或漂移，此時為了維持系統測溫的準確性，也需要對光纖測溫系統進行校正。

另外，現在還有一種分布式光纖傳感系統用于其他物理參數的檢測，例如應力的檢測，其原理為：光纖上施加應力時，光纖的光學特性會發生變化。那么通過檢測其光學特性的變化而獲知傳感光纖上某一段光纖所受到的應力大小。這種光纖傳感系統具有分布式和自定位的特點。

然而，與上述用于檢測溫度的光纖傳感系統面對的問題相同，由于光纖傳感系統所定位的距離是依據反射光的光速與時間的乘積所獲得的，因此，光纖傳感系統中所檢測到的距離實際上是光源到測試點間的光纖本身的長度。對于用戶來說，更關心的是測試點的空間位置，因此也需要有一個方法對空間位置與光纖長度進行標定。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種用于分布式光纖傳感系統的位置標定方法，所述方法包括：步驟a）：改變空間位置中的標定位置處的光纖的物理特性，生成標定物理特性序列；步驟b）：在光纖光源處檢測光纖的物理特性，得到物理特性序列；步驟c）：比較在光纖光源處檢測出的物理特性序列和所述標定物理特性序列，當二者變化規律相同時，則標定光纖長度與所述標定位置相對應。

本發明還提供一種用于分布式光纖傳感系統的位置標定裝置。所述裝置包括：發生裝置,該發生裝置改變空間位置中的標定位置處的光纖的物理特性，生成標定物理特性序列；設置在光纖光源處的光纖時域分析儀，所述光纖時域分析儀被配置為：檢測光纖的物理特性，得到物理特性序列；比較檢測到的物理特性序列和所述標定物理特性序列；當二者變化規律相同時，則標定光纖長度與所述標定位置相對應。

本發明通過改變現場光纖的物理特性參數，并將之與光纖時域傳感分析儀所測得的參數進行比對，當二者的參數變化規律相同時即可建立光纖長度與空間位置對應關系，通過對整個光纖的若干個不同位置進行位置標定，就可以建立整個光纖的空間位置標定表。

本發明采用了溫度和應力作為標定參數，通過改變溫度脈沖和應力脈沖的時長和幅值來實現標定過程。因此，本裝置還可對現場溫度和應力與分布式光纖傳感時域分析儀測得的溫度和應力進行校準。

本發明的技術重點在于利用光纖傳感技術的特點，溫度控制器通過加熱體對測試點光纖施加一定幅度和時長的溫度脈沖，在主機側對溫度脈沖發生的空間位置與光纖傳感系統所測試到的光纖長度建立匹配表，通過對溫度脈沖的幅度和時長編碼進行解析，識別出溫度控制器所檢測到的溫度值，并與光纖傳感系統所檢測到的溫度值對比，修正光纖傳感系統的參數，達到溫度校正的目的。

本發明的裝置采用便攜式的組合結構，可以很方便的進行現場安裝、拆卸、移動。

附圖說明

圖1為本發明的方法的流程圖；

圖2為本發明的方法的一個實施例的流程圖；

圖3為本發明的裝置的一個實施例的結構圖；

圖4為圖3中的加熱器的結構示意圖；

圖5為本發明的方法的又一個實施例的流程圖；

圖6為本發明的裝置的又一個實施例的結構圖；以及

圖7為圖6中的應力發生器的結構示意圖。

具體實施方式