[發明專利]一種BOTDR空間分辨率提升方法

有效

• 申請號: 201410580130.7
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104316089A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 袁明;閆繼送;張志輝;閆寶東
• 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
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明屬于BOTDR空間分辨率提升方法技術領域，尤其涉及的是一種BOTDR空間分辨率提升方法。

背景技術

布里淵光時域反射計(BOTDR)依靠測量光纖中后向布里淵散射光的布里淵頻移分布計算光纖的應變分布，脈沖光以一定的頻率自光纖一端入射，入射的脈沖光與光纖中的聲子發生相互作用后產生布里淵散射，后向布里淵散射光沿光纖原路返回到入射端。由于光纖中布里淵散射光頻移與光纖軸向應變和溫度間存在線性關系，因此測量出光纖的布里淵散射頻移分布即可計算出光纖中的應變分布。布里淵光時域反射計具有低能源依賴性、高環境耐受性、抗電磁干擾、抗腐蝕、防水、抗潮濕、溫度適應性強等特性，并且由于可以單端測量，施工難度較低而廣受關注。布里淵光時域反射計可用于巖土工程健康監測、地質災害預警監測、電纜及管道的健康監測等領域，是工程領域用于取代傳統點式傳感器的最有力的產品之一。

現有BOTDR產品的空間分辨率由主要由探測光脈沖的脈沖寬度決定，探測光脈沖寬度越窄則BOTDR的空間分辨率越高，同時自發布里淵散射譜寬越寬，信號強度越小。目前的BOTDR產品的探測光脈沖只能短至10ns(對應空間分辨率為1m)。在實際應用中，有許多情況需要測量幾厘米、幾十厘米作用距離上的應變變化，現有BOTDR產品由于空間分辨率的限制，難以滿足高空間分辨率的應用要求，大大影響了BOTDR產品的推廣及應用。

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BOTDR空間分辨率提升方法。

本發明的技術方案如下：

一種BOTDR空間分辨率提升方法,其中,包括以下步驟:

步驟101:從測試環境讀取測試布里淵譜數據D；

步驟102:從測試環境讀取測試參數P，包括脈沖寬度PW、無應變中心頻率CF0、應變系數CS；

步驟103:根據測試參數P中的脈沖寬度PW和無應變中心頻率CF0依照洛倫茲函數或高斯函數形式生成無應變布里淵譜數據DUS；

步驟104:將測試布里淵譜數據D與無應變布里淵譜數據DUS進行差分運算；

步驟105:差分運算結果為無本征峰布里淵譜數據DC；

步驟106:對無本征峰布里淵譜數據DC進行洛倫茲擬合或高斯擬合，得到中心頻率CF；

步驟107:利用中心頻率CF、應變系數CS、無應變中心頻率CF0，計算應變數據S；

步驟108:輸出應變數據S。

所述的BOTDR空間分辨率提升方法,其中,所述步驟101中,所述測試布里淵譜數據D為儀器測試得到的布里淵譜數據。

所述的BOTDR空間分辨率提升方法,其中,所述步驟102中,所述測試參數P為儀器測試使用的測試參數。

所述的BOTDR空間分辨率提升方法,其中,所述步驟103中,生成的無應變布里淵譜數據DUS中的3dB帶寬由脈沖寬度PW確定；DUS的中心頻率為無應變中心頻率CF0；DUS的峰值功率與測試布里淵譜數據D的峰值功率相同；生成的無應變布里淵譜數據DUS的頻率范圍應與測試布里淵譜數據D相同。

所述的BOTDR空間分辨率提升方法,其中,所述生成的無應變布里淵譜數據DUS中的3dB帶寬由脈沖寬度PW確定。

所述的BOTDR空間分辨率提升方法,其中，所述脈沖寬度PW與3dB帶寬的關系為：10ns對應60MHz的3dB帶寬、20ns對應40MHz的3dB帶寬或50ns對應30MHz的3dB帶寬。

所述的BOTDR空間分辨率提升方法,其中,所述步驟104中,差分運算時，測試布里淵譜數據D與無應變布里淵譜數據DUS均為線性數據；如果測試布里淵譜數據D與無應變布里淵譜數據DUS為對數數據，則先進行線性轉換后再進行差分運算。

所述的BOTDR空間分辨率提升方法,其中,所述步驟107中,應變數據S的計算公式為：S＝(CF-CF0)*CS。

采用上述方案，提升了空間分辨率、擴大了BOTDR產品的應用領域、無需改動硬件，改進成本低。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例，對本發明進行詳細說明。

實施例1

如圖1所示，本發明提供一種BOTDR空間分辨率提升方法,其中,包括

以下步驟:

步驟101:從測試環境讀取測試布里淵譜數據D；