[發(fā)明專利]基于分布式偏振串音的光纖敏感環(huán)光學(xué)性能測(cè)試方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110587498.6 | 申請(qǐng)日： | 2021-05-27 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN113405566B | 公開(kāi)（公告）日： | 2023-05-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 喻張俊;劉璐;楊軍;徐鵬柏;溫坤華;王云才;秦玉文 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 廣東工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01C25/00 | 分類號(hào)： | G01C25/00;G01C19/72 |
| 代理公司： | 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102 | 代理人： | 林麗明 |
| 地址： | 510090 廣東*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 分布式 偏振 串音 光纖 敏感 光學(xué) 性能 測(cè)試 方法 | ||
1.基于分布式偏振串音的光纖敏感環(huán)光學(xué)性能測(cè)試方法，其特征在于，所述方法包括以下環(huán)節(jié)：
數(shù)據(jù)預(yù)處理環(huán)節(jié)S1：處理參數(shù)數(shù)據(jù)，測(cè)量分布式偏振串音；
頻域分析環(huán)節(jié)S2：對(duì)分布式偏振串音進(jìn)行頻域分析，提取光纖敏感環(huán)(211)的頻域特征；
空域分析環(huán)節(jié)S3：對(duì)分布式偏振串音進(jìn)行空域分析，提取光纖敏感環(huán)(211)的空域特征；
數(shù)據(jù)預(yù)處理環(huán)節(jié)S1包括：幾何測(cè)量步驟(101)；參數(shù)設(shè)置步驟(102)；正反向偏振串音測(cè)量步驟(103)；測(cè)量結(jié)果判斷步驟(104)；上述步驟具體為：
幾何測(cè)量步驟(101)是選取一個(gè)待測(cè)的光纖敏感環(huán)(211)，測(cè)量并記錄其內(nèi)徑dmin、外徑dmax和光纖敏感環(huán)(211)的光纖長(zhǎng)度L；
參數(shù)設(shè)置步驟(102)是查詢待測(cè)光纖敏感環(huán)(211)的繞制方式，得到光纖敏感環(huán)(211)的換匝(214)匝數(shù)N和換層(215)層數(shù)M，計(jì)算第i層每一匝對(duì)應(yīng)的光纖長(zhǎng)度li＝π·di,(dmin≤di≤dmax,i＝1,2,…M)，其中，di為第i層對(duì)應(yīng)的光纖敏感環(huán)(211)的直徑，計(jì)算第i層對(duì)應(yīng)的光纖長(zhǎng)度Li＝li·N，計(jì)算換匝頻率ki＝1/li和換層頻率Ki＝1/Li，記錄測(cè)試溫度，設(shè)置q＝1為進(jìn)行溫變測(cè)試，q＝0為不進(jìn)行溫變測(cè)試；
正反向偏振串音測(cè)量步驟(103)是分別測(cè)量并得到光從光纖敏感環(huán)第一端(212)傳輸?shù)焦饫w敏感環(huán)第二端(213)的第一分布式偏振串音(301)和光從光纖敏感環(huán)(211)第二端(213)傳輸?shù)降谝欢?212)的第二分布式偏振串音(501)；
測(cè)量結(jié)果判斷步驟(104)是選擇第一分布式偏振串音(301)和第二分布式偏振串音(501)中偏振串音大于偏振串音閾值I的峰，其光強(qiáng)分別記為I1,x和I2,x，I1,x表示第一分布式偏振串音(301)在光纖長(zhǎng)度為x處峰的偏振串音，I2,x表示第二分布式偏振串音(501)在光纖長(zhǎng)度為x處峰的偏振串音，要求I1,x、I2,x做差，在x∈(0,L)范圍內(nèi)其差值的絕對(duì)值滿足maxx∈(0,L)|I1,x-I2,x|≤ε，不滿足則返回正反向偏振串音測(cè)量步驟(103)重新測(cè)量，滿足則記錄第一分布式偏振串音(301)；
頻域分析環(huán)節(jié)S2包括步驟：傅里葉變換步驟(105)；頻域特征提取步驟(106)；
上述步驟具體為：
傅里葉變換步驟(105)是對(duì)第一分布式偏振串音(301)進(jìn)行傅里葉變換，將其轉(zhuǎn)換為頻域偏振串音(701)；
頻域特征提取步驟(106)截取頻域偏振串音(701)中區(qū)間[klb,krb]的數(shù)據(jù)作為頻域換匝特征(705)，截取頻域偏振串音(701)中區(qū)間[Klb，Krb]的數(shù)據(jù)作為頻域換層特征(704)，其中頻域換匝特征(705)提取區(qū)域的左邊界klb、右邊界krb和頻域換層特征(704)提取區(qū)域的左邊界Klb、右邊界Krb分別滿足klb≤1/lmax、krb≥1/lmin、Klb≤1/Lmax、和Krb≥1/Lmin；
濾波器設(shè)計(jì)步驟(107)；空域特征提取步驟(108)；上述步驟具體為：
濾波器設(shè)計(jì)步驟(107)根據(jù)幾何測(cè)量步驟(101)和參數(shù)設(shè)置步驟(102)計(jì)算得到的換匝頻率kmin和換層頻率Kmax，設(shè)計(jì)低通濾波器(702)和高通濾波器(703)，其設(shè)計(jì)原則為要求低通濾波器(702)的通帶截止頻率kLPF和高通濾波器(703)通帶截止頻率kHPF滿足：
空域特征提取步驟(108)是使用低通濾波器(702)和高通濾波器(703)，對(duì)第一分布式偏振串音(301)進(jìn)行濾波，通過(guò)低通濾波器(702)濾波后，提取空域串音本底與換層綜合特征(801)，通過(guò)高通濾波器(703)濾波后，提取空域換匝特征(802)。
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