[发明专利]一种布里渊散射信号处理方法及其分布式光纤传感系统

权利要求书

1.一种基于布里渊散射的分布式光纤传感系统的布里渊散射信号处理方法，其特征在于：该方法建立一种基于布里渊散射的分布式光纤传感系统，其包括传感光纤、激光信号源、环形器、探测脉冲光路调制模块、移频参考光路调制模块、相干探测单元以及数据采集处理模块，激光信号源连接探测脉冲光路调制模块和移频参考光路调制模块的输入端，分别传输光学激励信号；探测脉冲光路调制模块的输出端连接环形器的一个输入端，移频参考光路调制模块的输出端连接相干探测单元的一个输入端；同时，传感光纤连接环形器的另一个输入端，环形器的输出端连接相干探测单元的另一个输入端；相干探测单元的输出端连接数据采集处理模块，数据采集处理模块的输出端反馈连接到移频参考光路调制模块；

所述的传感光纤用于探测敏感温度和应变外界环境的变化，并传输布里渊散射光信号；

所述的激光信号源为探测脉冲光路调制模块和移频参考光路调制模块分别提供光学激励信号；

所述的探测脉冲光路调制模块是将连续光信号调制成脉冲光；

所述的移频参考光路调制模块是将连续光信号进行移频，调制成本地参考光；

所述的相干探测单元是将光信号转换为电信号并降低信号中心频率，以便于后级采集处理；

数据采集处理模块实现信号的放大滤波、数据采集及识别提取处理；

所述的基于布里渊散射的分布式光纤传感系统的布里渊散射信号处理方法包括如下步骤：

1)利用数据采集处理模块采集布里渊散射信号v_B；

2)数据采集处理模块对相干后的频谱信号进行处理，具体为：

a)确定理想状态下，采集的布里渊散射信号在频域下的强度分布

其中：L(x)为自发布里渊散射的BOTDR传感系统频谱分布曲线，表示采集信号在频域下的强度分布；x为采集的布里渊散射信号的频率；h为布里渊散射谱峰值增益，0≤h≤1；Δv_B为布里渊散射谱的增益谱半峰全宽；

b)确定实际过程中，采集的布里渊散射信号在频域下的强度分布

其中：G(x)为高斯型布里渊散射谱模型，表示采集信号在频域下的强度分布；

c)线性拟合确定非线性布里渊散射谱模型如下：

d)求上述步骤中k、v_B、Δv_B；

所述步骤2)中d)可采用LM算法来求解参数值。

2.如权利要求1所述的一种布里渊散射信号处理方法，其特征在于：k、v_B、Δv_B组成权值和阈值向量w(k，Δv_B，v_B)，其初始值为w(0)＝w(0.6,40MHz,100MHz)。