[發明專利]直線型Sagnac分布式光纖傳感系統的定位方法

有效

• 申請號: 201910390936.2
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN110057387B
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 萬生鵬;熊新中
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

本發明公開了一種直線型Sagnac分布式光纖傳感系統的定位方法，所述方法包括以下步驟，(1)、首先將雙通道數據采集卡采集到的兩路信號用無源零差解調方法獲得相位差信號(2)、求相位差信號的功率譜密度；(3)、由功率譜密度獲得兩套不同周期的陷波頻率，并計算各自陷波頻率的平均周期和；(4)、設傳感光纖的折射率為n，光速為c，則擾動點1的位置和擾動點2的位置可由公式求出。本發明能夠解決兩個位置點同時出現擾動時的定位失效問題。

技術領域

本發明涉及定位方法技術領域，具體涉及一種直線型Sagnac分布式光纖傳感系統的定位方法。

背景技術

直線型Sagnac分布式光纖傳感系統具有廣闊的應用前景，可用于管道泄漏及入侵的監測、可用于周界安防的監測、可用于地鐵隧道的健康監測、可以用于海洋聲信號的監測，對保障人民的生命、財產安全具有重要的意義。

在直線型Sagnac分布式光纖傳感系統中，最常用的定位方法是基于陷波頻率的方案。為了實現多個位置點同時出現擾動時的定位，雙重傅里葉變換等方法被提出。但是，這些方法均認為不同位置點的擾動對陷波頻率的影響是孤立的，因此都是通過分離不同周期的陷波頻率，然后再測量各自的陷波頻率或者陷波頻率的周期來直接導出擾動點的位置。

然而，當兩個不同位置點上同時出現擾動時，陷波頻率及陷波頻率的周期不是由某一個擾動位置單獨決定，而是由兩個擾動位置共同決定。特別是當這兩個擾動的強度比較接近時，傳統基于擾動位置對陷波頻率孤立影響的定位方法將出現極大的定位誤差，導致系統定位失效。

發明內容

本發明所要解決的問題是：提供一種直線型Sagnac分布式光纖傳感系統的定位方法,以解決兩個位置點同時出現擾動時的定位失效問題。

本發明為解決上述問題所提供的技術方案為：一種直線型Sagnac分布式光纖傳感系統的定位方法，所述方法包括以下步驟，

(1)、首先將雙通道數據采集卡采集到的兩路信號用無源零差解調方法獲得相位差信號

(2)、求相位差信號的功率譜密度；

(3)、由功率譜密度獲得兩套不同周期的陷波頻率，并計算各自陷波頻率的平均周期Δf₁和Δf₂；

(4)、設傳感光纖的折射率為n，光速為c，則擾動點1的位置和擾動點2的位置可由下面的公式求出：

與現有技術相比，本發明的優點是：本發明認為陷波頻率是兩個擾動位置共同作用的結果，因此，本發明在獲得兩套不同陷波頻率的周期后，根據上面的公式(1)和公式(2)求得擾動位置，而不是由陷波頻率周期直接求擾動位置，從而能夠有效的解決兩個位置點同時出現擾動時的定位失效問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。

圖1是實施例所采用的系統結構圖。

圖1中：1為計算機；2為雙通道數據采集卡；3為光源；4為光電探測器1；5為光電探測器2；6為3×3耦合器；7為光纖延遲線1；8為3dB耦合器；9為擾動1；10為擾動2；11為光纖延遲線2；12為法拉第反射鏡。

圖2是整個發明定位方法的簡單流程圖。

圖3是相位差信號的功率譜密度。

圖3中，用圓形標注的是一套周期為4kHz的陷波頻率，用三角形標注的是一套周期為10kHz的陷波頻率。

具體實施方式