[發明專利]一種計算型分布式光纖傳感方法及系統有效
| 申請號： | 201811423489.8 | 申請日： | 2018-11-27 |
| 公開（公告）號： | CN109540207B | 公開（公告）日： | 2020-03-10 |
| 發明（設計）人： | 周大鵬;彭偉 | 申請（專利權）人： | 大連理工大學 |
| 主分類號： | G01D21/02 | 分類號： | G01D21/02 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務所 11569 | 代理人： | 張海青 |
| 地址： | 116000 遼*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 計算 分布式 光纖 傳感 方法 系統 | ||
1.一種計算型分布式光纖傳感方法，其特征在于，包括：
確定用于調制入射光強度的信號源，所述信號源為二進制序列；
將經所述信號源調制后的光脈沖作為入射光信號射入光纖；
以設定采樣率采集經光纖散射后的散射光信號；
根據入射光信號和散射光信號，采用基于時域的差分鬼成像協議確定待探測光信號的時域重構圖像；
根據待探測光信號的時域重構圖像確定光纖的傳感信號；
所述信號源為Walsh-Hadamard矩陣產生的二進制正序列以及二進制正序列對應的二進制反序列，或隨機二進制序列；
其中，所述根據入射光信號和散射光信號，采用基于時域的差分鬼成像協議確定待探測光信號的時域重構圖像，具體包括：
根據確定待探測光信號的時域重構圖像，其中，γ為常數，<I(t)>為多個信號源序列加和取平均，<D>為采集到的多個散射光信號加和取平均，<R>為多個積分后的信號源序列加和取平均；當信號源序列為Walsh-Hadamard矩陣產生的二進制序列時，所述信號源序列包括正序列信號源和反序列信號源，積分后的正序列信號源為Ri為第i個正序列信號源Ii(t)在一個周期內的積分，積分后的反序列信號源為為第i個反序列信號源在一個周期內的積分，T為一個信號源序列持續的時間，<DI(t)>為多組第一乘積加和取平均，所述第一乘積包括DiIi(t)和Di為第i個正序列信號源Ii(t)對應的采集到的散射光信號，為第i個反序列信號源對應的采集到的散射光信號，<RI(t)>為多組第二乘積加和取平均，所述第二乘積包括RiIi(t)和當信號源序列為隨機產生的二進制序列時，積分后的信號源為Rj為第j個隨機信號源序列Ij(t)在一個周期內的積分，<DI(t)>為多組DjIj(t)加和取平均，Dj為第j個隨機信號源序列Ij(t)對應的采集到的散射光信號，<RI(t)>為多組RjIj(t)加和取平均。
2.根據權利要求1所述的計算型分布式光纖傳感方法，其特征在于，在所述根據入射光信號和散射光信號，采用基于時域的差分鬼成像協議確定待探測光信號的時域重構圖像之后，在所述根據待探測光信號的時域重構圖像確定光纖的傳感信號之前，還包括：
調整信號源序列的觸發信號延遲或調整信號采集器的觸發信號時間延遲，重新確定待探測光信號的時域重構圖像；
將調整觸發信號延遲前和調整觸發信號延遲后確定的各所述待探測光信號的時域重構圖像逐點交錯，得到新的探測光信號的時域重構圖像。
3.一種計算型分布式光纖傳感方法，其特征在于，包括：
確定用于調制入射光強度的信號源，所述信號源為二進制序列；
將經所述信號源調制后的光脈沖作為入射光信號射入光纖；
以設定采樣率采集經光纖散射后的散射光信號；
根據入射光信號和散射光信號，采用基于時域的差分鬼成像協議確定待探測光信號的時域重構圖像；
根據待探測光信號的時域重構圖像確定光纖的傳感信號；
所述信號源為Walsh-Hadamard矩陣產生的二進制正序列以及二進制正序列對應的二進制反序列；
其中，所述根據入射光信號和散射光信號，采用基于時域的差分鬼成像協議確定待探測光信號的時域重構圖像，具體包括：
根據
確定待探測光信號的時域重構圖像，其中，S(n)為n時刻的待探測光信號，Im(n)為第m個正序列信號源在第n時刻的信號源值，為第m個反序列信號源在第n時刻的信號源值，Dm為采集到的與第m個正序列信號源相對應的散射光信號，為采集到的與第m個反序列信號源相對應的散射光信號，γ為常數。
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