[发明专利]一种基于MSE算法的自动调节光功率的光纤振动探测系统

说明书

本发明公开了一种基于MSE算法的光纤振动探测器自动调节光功率装置，包括上位机软件、脉冲发生器、激光器、振动发生器、传感光缆、耦合器、光电转换器和高速采集卡。上位机软件控制脉冲发生器，使激光器发送一定脉宽的脉冲光；脉冲光经过耦合器后进入传感光缆；上位机软件控制振动发生器产生固定频率和强度的振动信号；此时传感光缆中的脉冲光携带振动信号经过耦合器后，传送到光电转换器进行光电转换；高速采集卡将采集到的振动信号传送给上位机软件，经过MSE算法计算光功率的均方误差，当光功率不在可用范围内，系统自动调节数字可调电位器调节激光器的光功率；如此几个迭代过程即可完成调节。该过程完全不需要人工干预，全部是系统自动完成。

技术领域

本发明涉及光纤探测技术领域，具体涉及一种基于MSE算法的自动调节光功率的光纤振动探测系统。

背景技术

激光器是光纤振动探测器的核心光学器件，激光器发出一定功率的激光到传感光缆，利用瑞利散射原理，激光经过传感光缆，如果传感光缆发生振动，激光会发生瑞利散射产生瑞利散射光，光纤振动探测器的光接收模块，接收到瑞利散射光，通过光电转换模块将光信号转换成电信号，经过相位协调模块，最终解调出振动发生的位置和振动强度信号，再经过高速数据采集模块，将数据传给上位机进行处理。这就是光纤振动探测器的基本原理。

其中，激光器的光功率大小决定了传感光缆中的光功率大小，直接影响光纤振动探测器的信号强度和探测距离。理想状态下，传感光缆中的光功率应该跟激光器发出的光功率一致，但是实际操作中，光纤接头损耗，光纤熔接损耗都影响着传感光缆中的光功率，导致传感光缆中的光功率比激光器的光功率要小。通常技术人员的做法是，到现场手动调节激光器的光功率，已到达设备正常工作的目的。然而手动调节存在以下问题：1.过程繁琐，操作过于复杂，对技术人员要求比较高，需要专业人员才能实现；2.无法做到精确调节，容易影响设备的稳定性；3.手动调节电位器，容易损伤激光器，造成人力和经济损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决上述现有技术的不足，提供一种自动调节光功率的光纤振动探测系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于MSE算法的自动调节光功率的光纤振动探测系统,包括脉冲发生器、振动发生器、激光器、耦合器、传感光缆、光电转化器、上位机以及信号采集卡，上位机控制脉冲发生器使激光器发送一定脉宽的脉冲光；脉冲光经过耦合器后进入传感光缆，上位机控制振动发生器产生固定频率和强度的振动信号，传感光缆中的脉冲光携带振动信号经过耦合器后传送到光电转换器进行光电转换；高速采集卡将采集到的振动信号传送给上位机，利用MSN算法计算光功率与估计值的均方误差，当均方误差大于设定的范围，此时调节激光器的光功率。

进一步的，MSE算法的计算过程如下：

其中，M是样本总数，y样本值，是估计值。

进一步的，激光器的调节方法如下：对采集的光信号功率求平均值，如果均值小于阈值，调高激光器的功率；反之，则调低。

进一步的，设置光功率可调范围，当该可调范围内光功率的均方误差不能达到设置阀值，提示用户系统损耗过大，并停止迭代过程。

从上述技术方案可以看出本发明具有以下优点：本发明不仅能自动高效完成激光器光功率调节过程，而且具有整个过程不需要任何人员干预，有效降低了人员成本；量化了调节参数，为现场调节提供了有效的数据支撑；可设置数字电位器调节范围，最大限度的保护了激光器，有效减少了损坏概率。

附图说明

图1为本发明的功能框图。

具体实施方式

以下结合附图1对本发明的具体实施方式做具体说明。