[發(fā)明專利]可自動調(diào)節(jié)φ-OTDR系統(tǒng)參數(shù)的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811532376.1
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109407514B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭特;劉洪凱;張金平;徐紹剛;楊玥
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工光科股份有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G01D5/353
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種可自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)的裝置，其特征在于，包括系統(tǒng)、控制器及存儲模塊；

系統(tǒng)包括順次連接的脈沖發(fā)射模塊、環(huán)形器、傳感光纜，還包括相連接的信號接收模塊和信號處理模塊，其中信號接收模塊與環(huán)形器連接；

控制器，與脈沖發(fā)射模塊、信號接收模塊和信號處理模塊均連接；

存儲模塊，與控制器連接，用于存儲實驗室條件下根據(jù)探測長度L、頻率f、脈寬pw所確定的多組脈沖發(fā)射控制參數(shù)α和信號接收模塊參數(shù)β；存儲模塊的存儲方式為以下結(jié)構(gòu)：

{(L₁,f₁,pw₁)：(α₁,β₁),(L₂,f₂,pw₂)：(α₂,β₂)…}；

控制器根據(jù)存儲模塊中存儲的參數(shù)進行初始化，并不斷改變參數(shù)控制脈沖發(fā)射模塊和信號接收模塊；再根據(jù)從信號處理模塊處獲取的傳感光纜的散射曲線提取散射曲線特征并計算評價函數(shù)，輸出評價函數(shù)取最小值時的最優(yōu)參數(shù)，控制脈沖發(fā)射模塊和信號接收模塊；該控制器還用于每隔一定時間計算評價函數(shù)的值，當評價函數(shù)的值超過一定閾值時，則重新尋找最優(yōu)參數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)的裝置，其特征在于，脈沖發(fā)射模塊發(fā)出的脈沖信號通過環(huán)形器輸出到傳感光纜，經(jīng)傳感光纜反射的散射信號通過環(huán)形器返回，被信號接收模塊轉(zhuǎn)換為電信號，再由信號處理模塊采集電信號并處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)的裝置，其特征在于，評價函數(shù)用來對散射曲線的多個特征進行加權(quán)評價。

4.一種可自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)的方法，其特征在于，該方法基于權(quán)利要求1-3中任一項所述的裝置，包括以下步驟：

對系統(tǒng)進行基本參數(shù)的配置，包括探測長度、頻率、脈寬；

控制器控制脈沖發(fā)射模塊、信號接收模塊，產(chǎn)生探針脈沖；

控制器不斷改變參數(shù)，尋找最優(yōu)解；

控制器將最優(yōu)參數(shù)投入生產(chǎn)，產(chǎn)生探測脈沖；

每隔一定時間，控制器評估光纜損耗是否發(fā)生變化，若評價函數(shù)超過一定閾值，則重新尋找最優(yōu)解。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，尋找最優(yōu)解的過程包括：

控制器控制脈沖發(fā)射模塊、信號接收模塊，發(fā)射探針脈沖；

信號處理模塊采集到傳感光纜的散射曲線；

控制器提取散射曲線的特征；

根據(jù)提取的特征計算評價函數(shù)的值；

控制器不斷改變控制參數(shù)，當評價函數(shù)取最小值時，找到最優(yōu)參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，評價函數(shù)的值V＝f(x₁,x₂,…,x_n)＝g(α,β,γ)，其中x₁,x₂,…,x_n是提取的散射曲線的特征，f是評價函數(shù)，評價函數(shù)f用來對散射曲線諸多特征進行加權(quán)評價；

α,β,γ分別是脈沖發(fā)射模塊參數(shù)、信號接收參數(shù)、響應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)，g是變換函數(shù)；變換函數(shù)g是系統(tǒng)的變換方程，用來表征在不同接入光纜、不同配置參數(shù)下，脈沖發(fā)射模塊參數(shù)、信號接收參數(shù)對系統(tǒng)的響應(yīng)；

當γ給定時，接收到的信號只與α,β有關(guān)，此時優(yōu)化α,β的取值，使評價函數(shù)達到最小值，獲得最優(yōu)解。