一种分布式光纤传感系统的断纤定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于光纤传感技术领域，公开了一种分布式光纤传感系统的断纤定位方法，包括：采样一个脉冲周期内的信号强度数据，计为数组X；将数组X内的采样数据依次与第一阈值I比较；筛选第一个小于所述第一阈值I的采样数据xa；计算数组X内，采样数据xa之后所有采样数据的均值xm；比较所述均值xm与第二阈值II；其中，当且仅当所述均值xm小于所述第二阈值II的情况下，采样数据xa所标记的采样点为断纤点；在未筛选出采样数据xa或者所述均值xm大于等于第二阈值的情况下，继续下一轮采样判断过程。本发明专利技术提供了一种高效，可靠的断纤定位方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及
，特别涉及一种分布式光纤传感系统的断纤定位方法及装置。
技术介绍
分布式光纤传感系统由于光纤任意位置均为传感单元，它可以获得整个光纤长度上被测量参量的空间分布状态和随时间变化的信息。分布式光纤传感系统可以实现大范围监测，在众多的光纤传感器中有着非常重要的地位，是技术最成熟、应用最广泛的一类，显示了良好的应用前景。常见的基于光时域反射原理的分布式光纤传感系统有偏振光时域反射计、拉曼光时域反射计、布里渊光时域反射计、分析仪等。目前断纤识别多用于通信系统中，当前向的通信光信号接收不到时，识别为断纤。然后再派工程维护人员进行检测，找到断纤线路的接入口。然后通过该接入口接入光时域反射设备进行断纤事件的确认与定位。但是，上述工作繁琐复杂其效率低，而且不能适用于基于光时域反射原理的分布式光纤传感系统。
技术实现思路
本专利技术提供一种分布式光纤传感系统的断纤定位方法及装置，解决了现有技术中基于光时域反射原理的分布式光纤传感系统断纤定位检测操作复杂，效率低的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种分布式光纤传感系统的断纤定位方法，包括：采样一个脉冲周期内的信号强度数据，计为数组X；将数组X内的采样数据依次与第一阈值I比较；筛选第一个小于所述第一阈值I的采样数据xa；计算数组X内，采样数据xa之后所有采样数据的均值xm；比较所述均值xm与第二阈值II；其中，当且仅当所述均值xm小于所述第二阈值II的情况下，采样数据xa所标记的采样点为断纤点；在未筛选出采样数据xa或者所述均值xm大于等于第二阈值的情况下，继续下一轮采样判断过程。进一步地，所述方法还包括：在采集到采样数据后，进行去噪操作，然后执行如权利要求1所述的判断过程。进一步地，所述去噪操作具体包括：采集N个连续周期内的N帧数据；对所述N帧数据进行平均去噪，得到数组XN；以所述数组XN替代所述数组X，执行断纤判断操作。进一步地，所述第一阈值I的取值范围为所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值的10％～50％。进一步地，所述第二阈值的取值范围是所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值的10％～20％。进一步地，在采用光电探测原理进行信号检出的情况下，所述第一阈值I的取值范围为所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值与系统噪声幅值的差的10％～50％；所述第二阈值II的取值范围为所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值与系统噪声幅值的差的10％～20％。一种分布式光纤传感系统的断纤定位装置，包括：数据采集模块，采集分布式光纤传感系统的信号相对强度数据，构成数组X；断点筛选模块，与所述数据采集模块相连，获取并将所述数组X内的采样数据依次与预设的第一阈值I比较，筛选第一个小于所述第一阈值I的采样数据xa；二级判断模块，与所述断点筛选模块相连，计算所述数组X内，采样数据xa之后所有采样数据的均值xm，并比较所述均值xm与第二阈值II的大小；其中，当且仅当所述均值xm小于所述第二阈值II的情况下，采样数据xa所标记的采样点为断纤点；在未筛选出采样数据xa或者所述均值xm大于等于第二阈值的情况下，所述二级判断模块，驱动所述数据采集模块执行下一轮采集操作。进一步地，所述装置还包括：去噪模块；所述去噪模块与所述数据采样模块相连，驱动所述数据采集模块采集N个连续周期内的N帧数据；对所述N帧数据进行平均去噪，得到数组XN；以所述数组XN作为采样数组，发送给所述断点筛选模块。进一步地，所述第一阈值I的取值范围为所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值的10％～50％；所述第二阈值的取值范围是所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值的10％～20％。进一步地，在采用光电探测原理进行信号检出的情况下，所述第一阈值I的取值范围为所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值与系统噪声幅值的差的10％～50％；所述第二阈值II的取值范围为所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值与系统噪声幅值的差的10％～20％。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例中提供的分布式光纤传感系统的断纤定位方法及装置，通过实时采集光纤传感系统中的光信号相对强度数据，一方面通过与设定第一阈值I比较筛选得到，相对强度小于第一阈值I的第一个传感异常点；并进一步通过第一个传感异常点之后的所有采样点的平均信号相对强度与第二阈值II的比较，进一步判断第一传感异常点是否是断纤点。当两个值都低于对应的阈值的情况下，确定某一采样点为断纤点；否则都不是断纤点；从而通过严格的判断过程，大大提升断纤点定位和判断的可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的分布式光纤传感系统的断纤定位方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的分布式光纤传感系统的断纤定位方法原理示意图；图3为本专利技术实施例提供的分布式光纤传感系统的断纤定位装置的结构示意图。具体实施方式本申请实施例通过提供一种分布式光纤传感系统的断纤定位方法及装置，解决了现有技术中基于光时域反射原理的分布式光纤传感系统断纤定位检测操作复杂，效率低的技术问题；达到了提升对基于光时域反射原理的分布式光纤传感系统的可靠性和效率。为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本专利技术实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。参见图1，本专利技术实施例提供的一种分布式光纤传感系统的断纤定位方法。具体包括：步骤S1，采样一个脉冲周期内的信号强度数据，计为数组X。具体来说，在一个光脉冲周期内，采集传感光纤起始端到末端的各采样点的前行光信号相对强度，计为数组X，即[x1，x2…xn]。数组长度k与传感光纤的长度L以及采样频率的乘积得到。步骤S2，将数组X内的采样数据依次与第一阈值I比较；筛选第一个小于所述第一阈值I的采样数据xa。具体来说，将数组X中的数据，从起始端采样数据x1开始与所述第一阈值I比较，直到出现第一个小于所述第一阈值I的采样数据；即光信号的相对强度低于所述第一阈值I。这个点是一个传感异常点，即一个疑似断纤点。通常断纤导致前行光信号传递中断，传感反馈信号的光信号相对强度会很低，因此当出现异常低幅值时，很可能就是一个断纤点。尤其是分布式光纤传感系统，信号强度本身就很弱，鉴于此，所述第一阈值I通常根据分布式光纤传感系统的具体设置参数决定。步骤S3，计算数组X内，采样数据xa之后所有采样数据的均值xm；比较所述均值xm与第二阈值II。具体来讲，当出现异常采样数据xa之后，将数组X中，xa之后到末端采样数据的均值xm；并进一步与所述与第二阈值II比较；实现二级判断。当出现所述疑似断纤点之后，为了进一步确认是否真正断纤，通过xa之后到末端采样数据的均值xm作为判断标量，与第二阈值II比较。即，疑似断纤点；如果是真正的断纤点，那么其后的所有采样数据都是异常数据，同时也是低于正常值的杂乱数据，通过均值xm能够一定程度上表明其整体的趋势，使得判断的过程能够抗偶然性扰动，大大提升判断的可靠性。第二阈值II的取值与分布式光纤传感系统的的具体参数有关，为某一最低光信号强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式光纤传感系统的断纤定位方法，其特征在于，包括：采样一个脉冲周期内的信号强度数据，计为数组X；将数组X内的采样数据依次与第一阈值I比较；筛选第一个小于所述第一阈值I的采样数据xa；计算数组X内，采样数据xa之后所有采样数据的均值xm；比较所述均值xm与第二阈值II；其中，当且仅当所述均值xm小于所述第二阈值II的情况下，采样数据xa所标记的采样点为断纤点；在未筛选出采样数据xa或者所述均值xm大于等于第二阈值II的情况下，继续下一轮采样判断过程；其中，所述第一阈值I以及所述第二阈值II根据分布式光纤传感系统的实际系统参数选取。

【技术特征摘要】
1.一种分布式光纤传感系统的断纤定位方法，其特征在于，包括：采样一个脉冲周期内的信号强度数据，计为数组X；将数组X内的采样数据依次与第一阈值I比较；筛选第一个小于所述第一阈值I的采样数据xa；计算数组X内，采样数据xa之后所有采样数据的均值xm；比较所述均值xm与第二阈值II；其中，当且仅当所述均值xm小于所述第二阈值II的情况下，采样数据xa所标记的采样点为断纤点；在未筛选出采样数据xa或者所述均值xm大于等于第二阈值II的情况下，继续下一轮采样判断过程；其中，所述第一阈值I以及所述第二阈值II根据分布式光纤传感系统的实际系统参数选取。2.如权利要求1所述的分布式光纤传感系统的断纤定位方法，其特征在于，所述方法还包括：在采集到采样数据后，进行去噪操作，然后执行如权利要求1所述的判断过程。3.如权利要求2所述的分布式光纤传感系统的断纤定位方法，其特征在于，所述去噪操作具体包括：采集N个连续周期内的N帧数据；对所述N帧数据进行平均去噪，得到数组XN；以所述数组XN替代所述数组X，执行断纤判断操作。4.如权利要求1～3任一项所述的分布式光纤传感系统的断纤定位方法，其特征在于：所述第一阈值I的取值范围为所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值的10％～50％。5.如权利要求4所述的分布式光纤传感系统的断纤定位方法，其特征在于：所述第二阈值的取值范围是所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值的10％～20％。6.如权利要求5所述的分布式光纤传感系统的断纤定位方法，其特征在于：在采用光电探测原理进行信号检出的情况下，所述第一阈值I的取值范围为所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值与系统噪声幅值的差的10％～50％；所述第二阈值II的取值范围为所述分布式光纤传感系统的传感光纤末端信号幅值与系统噪声幅值的差的10％～...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晖，王超东，曹锋，苏晨辰，曹孟辉，
申请(专利权)人：武汉世纪金桥安全技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42