[发明专利]用于分布式光纤测温系统的数据处理方法及装置

说明书

本发明涉及用于分布式光纤测温系统的数据处理方法及装置。提供了一种用于分布式光纤测温系统的数据处理方法，包括：在多个采样轮次中通过时分延迟采集同一传感光纤中多组光时域反射信号；按照多组光时域反射信号对应传感光纤上的空间位置的顺序对采集的多组光时域反射信号进行插值合成；以及对插值合成后的光时域反射信号进行平滑处理以获取降噪后的信号。使用本申请的数据处理方法，实现了在低采样速率限制的情况下对空间分辨率的提高，并且提高了信号的信噪比，从而提高了分布式光纤测温系统的测温精度。本申请还提供了一种用于分布式光纤测温系统的数据处理装置、包括该数据处理装置的分布式光纤测温系统以及一种计算机可读存储介质。

技术领域

本发明涉及分布式光纤测温技术领域，尤其涉及用于分布式光纤测温系统的数据处理方法及装置。

背景技术

分布式光纤测温技术是一种新型的测温技术，其具有本质安全、测温准确、监控范围大和不受电磁干扰等优点。由于硬件成本及算法的限制，目前分布式光纤测温设备普遍存在空间分辨率不足和测温精度不高的问题，这些缺点降低了分布式光纤测温设备的探测能力。

目前一般通过提高数据采样速率、减小探测光脉宽来提高空间分辨率。但减小探测光脉宽会使光信号信噪比进一步降低，最终导致测温精度恶化。通常采用编码的光学时域反射技术(COTDR)或者光学频域反射技术(OFDR)来解决上述问题，但是实现方案相当复杂，成本高昂。而通过硬件方法提高数据采样速率会存在成本压力和实现难度等问题。另外，目前尚无特别有效的降噪方法来提高测温精度。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可以有效提高分布式光纤测温系统的空间分辨率和测温精度的数据处理方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于分布式光纤测温系统的数据处理方法，包括：在多个采样轮次中通过时分延迟采集同一传感光纤中多组光时域反射信号；按照多组光时域反射信号对应传感光纤上的空间位置的顺序对采集的多组光时域反射信号进行插值合成；以及对插值合成后的光时域反射信号进行平滑处理以获取降噪后的信号。

在其中一个实施例中，在多个采样轮次中通过时分延迟采集同一传感光纤中多组光时域反射信号，包括：在多个采样轮次中依次输出对应的相位变化的多个时钟信号；在每个采样轮次中通过与之对应的时钟信号的控制产生对应的触发脉冲信号，触发脉冲信号触发分布式光纤测温系统的激光器产生激光脉冲信号；在每个采样轮次中在与之对应的触发脉冲信号结束后生成对应的数据采集开始信号，使得所述多个采样轮次中的所述数据采集信号的产生时间与对应的所述触发脉冲信号的产生时间之间的时间差依次等间隔变化；以及在每个采样轮次中采集光时域反射信号。

在其中一个实施例中，在对插值合成后的光时域反射信号进行平滑处理以获取降噪后的信号之后，该数据处理方法还包括：对降噪后的信号进行峰值检测以获取降噪后的信号中的波峰信息；以及根据波峰信息对降噪后的信号进行反卷积处理。

在其中一个实施例中，根据波峰信息对降噪后的信号进行反卷积处理，包括：根据波峰信息，对降噪后的信号进行信号分离操作，以将信号中的缓变信号和波峰信号分离；存储缓变信号；对波峰信号进行反卷积运算；以及对缓变信号和反卷积运算后的波峰信号进行信号恢复操作。

在其中一个实施例中，波峰信息包括波峰的位置、峰高和峰宽。

在其中一个实施例中，信号恢复操作是通过将反卷积运算后的波峰信号与存储的缓变信号相加来实现的。

在其中一个实施例中，数据平滑处理采用平滑滤波，平滑滤波的参数根据分布式光纤测温系统所需的空间分辨率和测温精度调节。

根据本发明的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现根据上述任意实施例所述的用于分布式光纤测温系统的数据处理方法的步骤。