[發明專利]一種光纖溫度分布測試儀的光纖溫度自動校準及補償方法

有效

• 申請號: 202010775080.3
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN112050967B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 張洋;袁明;閆繼送;徐瑞;劉雷;張志輝;喬山;郭洪龍;李鵬;畢宗義
• 申請（專利權）人: 中電科思儀科技股份有限公司
• 主分類號: G01K11/324
• 分類號: G01K11/324;G01K15/00
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 肖峰

1.一種光纖溫度分布測試儀的光纖溫度自動校準及補償方法，基于光纖溫度分布測試儀和兩臺高低溫恒溫裝置進行，其特征在于，包括以下步驟：

步驟101：啟動光纖溫度分布測試儀，連接被測光纖；

步驟102：輸入光纖實際長度FL，設置空間分辨率參數SFR，空間分辨率參數SFR取值為1m，采樣分辨率SAMF，采樣分辨率SAMF取值為0.5m，設置測試量程FR＝(FL+1)km；

步驟103：啟動光纖溫度分布測試儀的溫度分布測試功能，讀取斯托克斯測試數據DS，反斯托克斯測試數據DAS，分析該數據獲取去噪斯托克斯數據DS_SN，去噪反斯托克斯測試數據DAS_SN，以及溫度數據T；

步驟104：從光纖溫度分布測試儀中讀取探測器模塊校準標志位bAPDCali，功率補償標志位bPowerCali以及溫度校準標志位bTemCali，初次測試時，三個標志位默認為0；

步驟105：判斷bAPDCali是否大于等于1，如果是則進行步驟106，否則則進行步驟107；

步驟106：將光纖溫度分布測試儀放入高低溫恒溫裝置，啟動探測器模塊的溫度補償；

步驟107：判斷bPowerCali是否大于等于1，如果是則進行步驟108，否則則進行步驟109；

步驟108：啟動功率補償功能；

步驟109：判斷bTemCali是否大于等于1，如果則進行步驟110，否則進行步驟111；

步驟110：啟動溫度校準功能；

步驟111：結束光纖溫度分布測試儀的溫度分布測；

所述探測器模塊的溫度補償過程為：

步驟401：控制高低溫恒溫裝置降溫至光纖溫度分布測試儀工作溫度下限并保持；

步驟402：讀取高低溫恒溫裝置的溫度并保存至光纖溫度分布測試儀的存儲器，光纖溫度分布測試儀的初始化溫度I＝0；

步驟403：高低溫恒溫裝置的溫度穩定后，連續讀取并保存機內溫度；

步驟404：計算機內溫度數據的斜率KT；

步驟405：判斷KT是否小于等于0.01，如果是，進行步驟406，如果否，轉步驟403；

步驟406：連續測試三次，獲取去除噪聲斯托克斯數據和去除噪聲反斯托克斯數據，分別保存，計算N+1個值的平均值，N為測試數據數目；

步驟407：控制高低溫恒溫裝置升溫，并向光纖溫度分布測試儀發送設置溫度值；

步驟408：判斷光纖溫度分布測試儀的溫度是否大于50，如果是，轉步驟410，如果否，轉步驟409；

步驟409：設置I＝I+1；

步驟410：計算溫度補償系數；

步驟411：光纖溫度分布測試儀內的探測器溫度補償結束，輸出補償系數；

所述步驟110中具體過程為：

步驟601：讀取測試數據，獲取去噪數據DS_SN[0～N],DAS_SN[0～N]，初始化NUM，NUM取值為20；

步驟602：初始化計數位C、I、J、K、KAPPA、S、SUM均為0；

步驟603：選取光纖固定位置，長度LF應大于等于10倍的SAMF，進行升溫，溫度取值為20℃；

步驟604：分析數據得到突起點，記錄該點位置為RX并獲取TL[0]到TL[NUM]的溫度值；

步驟605：設置KAPPA的值為KAPPA除以T[I]和T[I+1]的差值；

步驟606：判斷I是否大于等于NUM，如果是轉步驟608，否則轉步驟607；

步驟607：設置I＝I+1；

步驟608：設置S的值為S與R[RX]減R[RX+J]的差的乘積；

步驟609：判斷J是否大于等于NUM，如果是轉步驟611，否則轉步驟610；

步驟610：設置J＝J+1；

步驟611：設置求和位SUM為SUM與T[K]的和；

步驟612：判斷K是否大于等于NUM，如果是轉步驟614，否則轉步驟613；

步驟613：設置K＝K+1；

步驟614：求解聯立方程組TL[0]＝KT*S/KAPPA*R[RX]*SUM+KTB，T[0]＝KT*S/KAPPA*R[0]*SUM+KTB，得到新的溫度系數KT，KTB；

步驟615：輸出溫度系數，溫度校準結束；

所述步驟604中具體過程為：

步驟701：獲取DS_SN[0]到DS_SN[N]的斯托克斯去噪數據，DAS_SN[0]到DAS_SN[N]的反斯托克斯去噪數據，初始化I＝0，斯托克斯差分數據DS_DF[0]到DS_DF[N]均為0，反斯托克斯差分數據DAS_DF[0]到DAS_DF[N]均為0，斯托克斯差分累加數據DS_DFA[0]到DS_DFA[N]均為0，反斯托克斯差分累加數據DAS_DFA[0]到DAS_DFA[N]均為0；

步驟702：設置DS_DF[0]到DS_DF[N]的值分別為DS_SN[0]到DS_SN[N-1]與DAS_SN[1]到DAS_SN[N]的差值，DAS_DF[0]到DAS_DF[N]的值分別為DAS_SN[0]到DAS_SN[N-1]與DAS_SN[1]到DAS_SN[N]的差值；

步驟703：DS_DFA[I]的值為DS_DFA[I]+DS_DF[I]，DAS_DFA[I]的值為DAS_DFA[I]+DAS_DF[I]；

步驟704：判斷I是否大于等于N，如果是轉步驟706，否則轉步驟705；

步驟705：設置I＝I+1；

步驟706：初始化NUM＝5，起始坐標RX為0，計數位II＝NUM，J＝II-NUM，標志位BF為1；

步驟707：判斷斯托克斯差分累加數據DS_DFA[J]是否小于等于DS_DFA[II]，反斯托克斯差分累加數據DAS_DFA[J]是否小于等于DAS_DFA[II]，如果是轉步驟709，否則轉步驟708；

步驟708：設置計數位II為II+1；

步驟709：設置標志位BF為BF+1，計數位J為J+1；

步驟710：判斷BF是否大于等于5，J是否小于I，如果是轉步驟711，否則轉步驟708；

步驟711：設置標志位BF為1；

步驟712：判斷斯托克斯差分累加數據DS_DFA[J]是否大于等于DS_DFA[II+1]，反斯托克斯差分累加數據DAS_DFA[J]是否大于等于DAS_DFA[II+1]，如果是轉步驟713，否則轉步驟708；

步驟713：設置標志位BF為BF+1，計數位J為J+1；

步驟714：判斷標志位BF是否大于等于5，J是否小于計數位I與數據量NUM的和，如果是轉步驟715，否則轉步驟708；

步驟715：記錄該點坐標RX為II，輸出TL[0]到TL[NUM]分別為溫度T[RX+NUM]的值，結束計算；

當被測光纖長度發生變化時，對反射信號進行功率補償，具體過程為：

步驟501：獲取DS_SN[0]到DS_SN[N]的去除噪聲斯托克斯數據，DAS_SN[0]到DAS_SN[N]的去除噪聲反斯托克斯數據，初始化I＝＝0；

步驟502：取掉末端長度為L(km)的光纖，末端長度L(km)取值為2.5，測試獲取斯托克斯與反斯托克斯數據，分別記錄到DSP[I][0]到DSP[I][N]，DASP[I][0]到DASP[I][N]；

步驟503：計算光纖長度LENF；

步驟504：判斷LENF是否小于等于0.1，如果是轉步驟506，如果否轉步驟505；

步驟505：設置計數位I加1；

步驟506：計算斯托克斯補償系數CALICOFFS[0]到CALICOFFS[I]的值分別為DS_SN[0]到DS_SN[N]與DSP[I][0]到DSP[I][N]的商，計算反斯托克斯補償系數CALICOFFAS[0]到CALICOFFAS[I]的值分別為DS_ASN[0]到DS_ASN[N]與DASP[I][0]到DASP[I][N]的商；

步驟507：輸出補償系數，功率補償結束，設置標志位bPowerCali為0并存入參數文件PARAFILE中。