[发明专利]一种光纤管道泄漏监测装置及其控制方法

权利要求书

1.一种光纤管道泄漏监测装置，所述监测装置包括：半导体激光光源，其特征在于，

所述半导体激光光源通过偏振控制器将发出的激光传输至第一耦合器，所述第一耦合器将所述激光分束成第一激光和第二激光；所述第一激光依次通过第一引导光纤、第一环形器和第三引导光纤传输至第二耦合器，所述第二耦合器将所述第一激光分束成第三激光和第四激光；所述第三激光经过第一传感光缆，所述第四激光经过第二传感光缆后在第三耦合器处合束，获取第一合束激光；所述第一合束激光依次通过第四引导光纤和第二环形器传输至第二光电探测器；所述第二激光依次通过第二引导光纤、第二环形器和第四引导光纤传输至第三耦合器；所述第三耦合器将所述第二激光分成第五激光和第六激光；所述第五激光经过所述第一传感光缆，所述第六激光经过所述第二传感光缆后在所述第二耦合器处合束，获取第二合束激光；所述第二合束激光依次通过所述第三引导光纤和所述第一环形器传输至第一光电探测器；所述第一光电探测器将所述第二合束激光转换为第二电信号并分别传输至计算机和控制处理器；所述第二光电探测器将所述第一合束激光转换为第一电信号并分别传输至所述计算机和所述控制处理器；所述控制处理器通过接口协议转换装置连接有偏振控制器；所述控制处理器根据所述第一电信号和所述第二电信号的相关系数判断是否需要对所述偏振控制器的控制量进行控制；如果是，所述第一光电探测器和所述第二光电探测器分别获取经过所述偏振控制器控制后的第二调整电信号和第一调整电信号；所述计算机根据所述第一调整电信号和所述第二调整电信号对事发点进行定位；如果否，所述计算机根据所述第一电信号和所述第二电信号对所述事发点进行定位。

2.根据权利要求1所述的一种光纤管道泄漏监测装置，其特征在于，所述半导体激光光源通过偏振控制器将发出的激光传输至第一耦合器具体为：

所述半导体激光光源的通过第七引导光纤与所述偏振控制器的一端连接，所述偏振控制器的另一端通过第八引导光纤与所述第一耦合器连接，所述半导体激光光源通过所述偏振控制器将发出的所述激光传输至所述第一耦合器。

3.根据权利要求1或2所述的一种光纤管道泄漏监测装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)所述控制处理器随机产生所述偏振控制器的初始控制量组合x_n，并依次输入到所述偏振控制器中，获取每个初始控制量x对应的相关系数f(x)，并获取第一相关系数组合f(x_n)；

(2)根据所述初始控制量组合x_n对应的相关系数大小，对所述初始控制量组合x_n进行升序排列，获取排列后相关系数组合f(x′_n)和相关系数累加之和P，将所述相关系数累加之和P与随机数r相乘得到P_r，其中，0<r<1；

(3)令参数选取P_n≥P_r时n的最小值n′，将1至n′个控制量组合作为所述偏振控制器的第一新控制量组合x″_n；

(4)将所述第一新控制量组合x″_n中相关系数最小的控制量x″₁替换为x″₁=x″_max+f(x″_max)×Δ，其中，Δ为最大跳转步长，x″_max为所述第一新控制量组合x″_n中相关系数最大的控制量；

(5)对剩余的n′-2个控制量按概率P_c执行更新操作，获取第二新控制量组合x″′_n；

(6)将所述第二新控制量组合x″′_n输入至所述偏振控制器，获取相应的第二相关系数组合f(x″′_n)；

(7)判断所述第二相关系数组合f(x″′_n)中是否有相关系数值大于阈值，如果是，执行步骤(8)；如果否，执行步骤(9)；

(8)将大于所述阈值的相关系数值对应的控制量作为最终控制量，并将控制量输出至所述偏振控制器，流程结束；

(9)重新执行步骤(1)。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述对剩余的n′-2个控制量按概率P_c执行更新操作，获取第二新控制量组合x″′_n具体为：

假定参与更新操作的一对控制量为x″_a和x″_b，随机数k，0<k<1，则产生的新控制量分别为x″_new1=(1-k)×x″_a+k×″_b，x″_new2=(1-k)×x″_b+k×x″_a，重复进行(n′-2)×P_c/2次更新操作，获取所述第二新控制量组合x″′_n。