[發明專利]一種用于直接探測型φ-OTDR的相位解調方法

在審

• 申請號: 202110547207.0
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113091784A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 沙洲;龐峰;封皓;李晨曦;芮小博;孫茜
• 申請（專利權）人: 精儀監測科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

1.一種用于直接探測型φ-OTDR的相位解調方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)發生擾動時，確定擾動在瑞利散射曲線上的響應區間；從響應區間中任意選取兩條原始時域光強信號，記為A、B；

2)對A、B信號波形進行上、下包絡線的擬合；分別求取A、B信號波形上、下包絡線和、差，和信號作為對信號直流分量的估計，差信號作為對信號振動幅度的估計；

3)利用步驟2)中的和、差信號，對A、B信號進行歸一化，去除A、B信號的直流漂移和幅度波動，記歸一化后的A、B曲線為A’、B’；

4)計算A’、B’的和、差，記為Sum、Diff；對Sum、Diff信號進行上下包絡的擬合；

5)分別求取Sum、Diff信號上下包絡的和、差信號作為對信號直流分量的估計，差信號作為對信號振動幅度的估計；

6)利用步驟5)中的和、差信號，對Sum、Diff信號進行歸一化，去除Sum、Diff信號的直流漂移和幅度波動，記歸一化后的Sum、Diff信號為Sum’、Diff’；

7)對Sum’、Diff’信號進行反正切計算，得到不連續的相位值；對不連續的相位值進行相位解包裹計算，得到連續的相位值，即為相位解調的最終結果，是外界擾動波形的線性反映。

2.根據權利要求1所述的一種用于直接探測型φ-OTDR的相位解調方法，其特征在于，所述方法基于直接探測型φ-OTDR系統實現，所述系統包括：

超窄線寬激光器發出高相干連續激光進入聲光調制器，脈沖發生器產生觸發脈沖，驅動聲光調制器，聲光調制器在觸發脈沖驅動下對高相干連續激光進行脈沖強度調制，輸出高相干脈沖激光；

高相干脈沖激光進入摻鉺光纖放大器，摻鉺光纖放大器對脈沖激光的峰值功率進行放大，輸出高功率相干脈沖激光，高功率相干脈沖激光先后經過第一光環形器、光纖光柵進行濾波，去除摻鉺光纖放大器在放大過程中產生的自發輻射噪聲；

經過濾波后的高功率相干脈沖激光經過第二光環形器進入傳感光纖，傳感光纖中產生瑞利后向散射光場，瑞利后向散射光場在傳感光纖中反向傳輸，經過第二光環形器，進入光電探測器；

光電探測器將瑞利散射光場的光強變換，轉換為模擬電信號，模擬電信號進入數據采集卡進行模-數轉換，輸出數字信號給計算機，計算機保存數據采集卡實時產生的數字信號，并對信號進行處理和分析。