[發明專利]一種分布式光纖傳感器測點定位誤差補償方法

有效

• 申請號: 201911193571.0
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111006708B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 唐才杰;薛淵澤;王學鋒;藍天
• 申請（專利權）人: 北京航天控制儀器研究所;中國航天時代電子有限公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 茹阿昌

1.一種分布式光纖傳感器測點定位誤差補償方法，其特征在于，包括步驟如下：

1)在光纖(1)上設置物理位置固定的M個特征點，將光纖(1)分為M-1個區間，第m個特征點作為光纖的第m個區間的測點定位參考；其中，m∈[1，M-1]；

2)將每個區間內設置多個測點，獲得每個測點的光程補償量，具體為：

21)在光纖(1)的第m個區間內設置N_m個測點，N_m的取值范圍為10～1000；

22)按照m個區間內每個測點和第m個參考特征點之間的距離由小到大對每個測點依次編號處理；當要求的定位精度＞0.2mm時，進入步驟23)或24)，當要求的定位精度≤0.2mm時進入步驟24)；

23)利用位于第m個特征點和第m個區間內第n個測點之間的所有測點的溫度值和應變值，確定第m個區間內第n個測點的光程補償量；n∈[2，N_m]；

24)獲得不同光程偏移量下第m個區間內第i個測點在瑞利散射光譜和初始狀態瑞利散射光譜之間的互相關，取互相關峰值最大時對應的光程偏移量作為第i個測點的光程補償量；其中，i∈[1，N_m]。

2.根據權利要求1所述的一種分布式光纖傳感器測點定位誤差補償方法，其特征在于，步驟1)所述特征點包括：特征點是光纖起始點(21)、溫度控制點(22)、應變控制點(23)、反射信號增強點(24)、光纖終止點(25)；

其中，溫度控制點(22)為光纖(1)上設置有參考溫度傳感器的位置點或者恒溫控制的位置點，溫度控制點(22)的數量取值范圍為1～50個；應變控制點(23)為光纖(1)上設置有隔離保護層的位置點，所述隔離保護層用于保持位于該位置點的光纖的應變不變，應變控制點(23)的數量的取值范圍為1～50個；反射信號增強點(24)為光纖(1)上光信號強度大于2倍測點光信號強度平均值的位置點，反射信號增強點(24)的數量的取值范圍為1～50個。

3.根據權利要求2所述的一種分布式光纖傳感器測點定位誤差補償方法，其特征在于，步驟23)確定第m個區間內第n個測點的光程補償量P的方法，具體為：

其中，Δl_op,p為光在每個測點中傳輸的初始光程，Δε_p為第p個測點相對于初始時刻的應變變化量，ΔT_p為第p個測點相對于初始時刻的溫度變化量，k_T的取值范圍為5×10^-6/℃～50×10^-6/℃，k_ε的取值范圍為0.5×10^-6/με～5×10^-6/με；p∈[1，n]。

4.根據權利要求2所述的一種分布式光纖傳感器測點定位誤差補償方法，其特征在于，步驟24)所述取互相關峰值最大時對應的光程偏移量作為第n個測點的光程補償量的方法，具體為：

測量第m個區間的第i個測點在初始狀態下的瑞利散射光譜S_i0；

將第m個參考特征點至第i個測點的光程加入一組光程偏移量δ₁、δ₂、δ₃…δ_j，測量在不同光程偏移量下第i個測點的瑞利散射光譜S_i1、S_i2、S_i3…S_ij；S_i1、S_i2、S_i3…S_ij分別與S_i0進行互相關運算，取互相關峰值最大對應的光程偏移量作為第i個測點的光程補償量。