[发明专利]一种用于火灾报警的分布式光纤温度测量数据的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于火灾报警的分布式光纤温度测量数据的处理方法。

背景技术

在公路隧道、高压电缆等工程中，火灾监测一直是交通、电力部门的重点，如果没有进行有效的火灾监测，当发生火灾时，往往会有严重事故发生，由此给国家和人民生命财产带来巨大的损失，随着近几年来，隧道越建越长，城市高压电缆埋入地下的也越来越多，使得火灾监测的重要性越发突现。火灾刚发生时，火势、温度、破坏性等都比较小，如果能在这个阶段就发现火灾并把其扑灭，可以极大的降低火灾的破坏性和损失。

分布式光纤温度传感器系统(以下简称DTS系统)是基于先进的光时域反射(OTDR)技术的原理和光纤的背向拉曼散射温度效应，以光纤为载体，由主机、传感光缆及其他附件组合而成，是国际上近年发展起来的一种用于实时监控温度场的高新技术。

采用DTS系统进行火灾报警的常用方法有定温法和差温法两种。定温法的原理为：确定某一温度值(如85℃)为温度报警值，在监测区域内，光纤在时空域上任何一测量点的测量温度超过85℃时就会报警；而差温法的原理为：同样也确定一个报警的温度值(如10℃)，当光纤在时空域上某一测量点前后两次测量的温度值的差值超过10℃时，就会报警。

无论采用那种方法进行报警，都需要用到DTS系统输出的光缆上各待测点的当前温度输出值，DTS系统在输出光缆上各待测点的当前温度时，首先利用DTS系统的主机实时采集光缆上各待测点的温度数据，然后将这些温度采集数据通过一定的处理方法进行处理以后，作为最终的温度测量值输出，供火灾报警时使用。

在DTS系统中，传统的温度采集数据的处理方法是通过累加平均的方法实现，在目前的技术条件下，DTS系统的主机一般是3秒钟采集一次温度数据，并且可以做到3秒钟累加30000次，这时如果通过3次累加平均进行处理后输出一次温度数据，可以达到小于3.5℃的温度精度，然而根据行业内用户的要求，DTS系统需要小于1.5℃的温度精度，这样至少需要6次以上的温度采集数据进行累加平均，然后再输出一次温度数据，这样至少需要18秒的测量时间。这是因为DTS主机在m次累积后的信噪比增益为因此，要实现1.5℃的温度精度需要6次累加，即

例如：DTS系统的主机3秒钟采集一次温度数据，光缆某点的第一次采集的温度数据按照时间排列如下：

T₁＝{x₁，x₂，x₃，x₄，x₅，x₆，x₇，x₈...x_n-2，x_n-1，x_n}；

如果DTS系统采用3次累加平均处理方法，这时温度数据输出的序列如下(温度精度小于3.5℃)：

Tcn={x1+x2+x33,x4+x5+x63,...xn-2+xn-1+xn3}]]>