[發(fā)明專利]用于分布式光纖測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810834271.5
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN108709661B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設計）人: 張超;陳科新;張樹龍;姜明武
• 申請（專利權）人: 蘇州光格設備有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 唐清凱

本發(fā)明涉及用于分布式光纖測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法及裝置。提供了一種用于分布式光纖測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，包括：在多個采樣輪次中通過時分延遲采集同一傳感光纖中多組光時域反射信號；按照多組光時域反射信號對應傳感光纖上的空間位置的順序?qū)Σ杉亩嘟M光時域反射信號進行插值合成；以及對插值合成后的光時域反射信號進行平滑處理以獲取降噪后的信號。使用本申請的數(shù)據(jù)處理方法，實現(xiàn)了在低采樣速率限制的情況下對空間分辨率的提高，并且提高了信號的信噪比，從而提高了分布式光纖測溫系統(tǒng)的測溫精度。本申請還提供了一種用于分布式光纖測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理裝置、包括該數(shù)據(jù)處理裝置的分布式光纖測溫系統(tǒng)以及一種計算機可讀存儲介質(zhì)。

技術領域

本發(fā)明涉及分布式光纖測溫技術領域，尤其涉及用于分布式光纖測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法及裝置。

背景技術

分布式光纖測溫技術是一種新型的測溫技術，其具有本質(zhì)安全、測溫準確、監(jiān)控范圍大和不受電磁干擾等優(yōu)點。由于硬件成本及算法的限制，目前分布式光纖測溫設備普遍存在空間分辨率不足和測溫精度不高的問題，這些缺點降低了分布式光纖測溫設備的探測能力。

目前一般通過提高數(shù)據(jù)采樣速率、減小探測光脈寬來提高空間分辨率。但減小探測光脈寬會使光信號信噪比進一步降低，最終導致測溫精度惡化。通常采用編碼的光學時域反射技術(COTDR)或者光學頻域反射技術(OFDR)來解決上述問題，但是實現(xiàn)方案相當復雜，成本高昂。而通過硬件方法提高數(shù)據(jù)采樣速率會存在成本壓力和實現(xiàn)難度等問題。另外，目前尚無特別有效的降噪方法來提高測溫精度。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種可以有效提高分布式光纖測溫系統(tǒng)的空間分辨率和測溫精度的數(shù)據(jù)處理方法及裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于分布式光纖測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法，包括：在多個采樣輪次中通過時分延遲采集同一傳感光纖中多組光時域反射信號；按照多組光時域反射信號對應傳感光纖上的空間位置的順序?qū)Σ杉亩嘟M光時域反射信號進行插值合成；以及對插值合成后的光時域反射信號進行平滑處理以獲取降噪后的信號。

在其中一個實施例中，在多個采樣輪次中通過時分延遲采集同一傳感光纖中多組光時域反射信號，包括：在多個采樣輪次中依次輸出對應的相位變化的多個時鐘信號；在每個采樣輪次中通過與之對應的時鐘信號的控制產(chǎn)生對應的觸發(fā)脈沖信號，觸發(fā)脈沖信號觸發(fā)分布式光纖測溫系統(tǒng)的激光器產(chǎn)生激光脈沖信號；在每個采樣輪次中在與之對應的觸發(fā)脈沖信號結束后生成對應的數(shù)據(jù)采集開始信號，使得所述多個采樣輪次中的所述數(shù)據(jù)采集信號的產(chǎn)生時間與對應的所述觸發(fā)脈沖信號的產(chǎn)生時間之間的時間差依次等間隔變化；以及在每個采樣輪次中采集光時域反射信號。

在其中一個實施例中，在對插值合成后的光時域反射信號進行平滑處理以獲取降噪后的信號之后，該數(shù)據(jù)處理方法還包括：對降噪后的信號進行峰值檢測以獲取降噪后的信號中的波峰信息；以及根據(jù)波峰信息對降噪后的信號進行反卷積處理。

在其中一個實施例中，根據(jù)波峰信息對降噪后的信號進行反卷積處理，包括：根據(jù)波峰信息，對降噪后的信號進行信號分離操作，以將信號中的緩變信號和波峰信號分離；存儲緩變信號；對波峰信號進行反卷積運算；以及對緩變信號和反卷積運算后的波峰信號進行信號恢復操作。

在其中一個實施例中，波峰信息包括波峰的位置、峰高和峰寬。

在其中一個實施例中，信號恢復操作是通過將反卷積運算后的波峰信號與存儲的緩變信號相加來實現(xiàn)的。

在其中一個實施例中，數(shù)據(jù)平滑處理采用平滑濾波，平滑濾波的參數(shù)根據(jù)分布式光纖測溫系統(tǒng)所需的空間分辨率和測溫精度調(diào)節(jié)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)根據(jù)上述任意實施例所述的用于分布式光纖測溫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法的步驟。