基于应用模板的分布式光纤声波传感系统技术方案

本实用新型专利技术是关于一种基于应用模板的分布式光纤声波传感系统。该系统包括单独设置的光学单元、采集处理单元和应用单元；所述采集处理单元分别与所述光学单元和所述应用单元连接；所述光学单元与外部的光纤连接，用于根据所述采集处理单元的控制命令来完成光信号的发生与接收；所述采集处理单元，用于采样光信号得到采样数据，并筛选出包含振动的振动数据发送给所述应用单元；所述应用单元，用于根据所述振动数据获取应用功能分析结果。本实用新型专利技术实施例中将通用功能和定制化功能分离，在DAS有细化或者扩展需求时，方便在应用单元上扩展或升级，缩短开发周期和生产成本。

Distributed optical fiber acoustic sensor system based on application template

【技术实现步骤摘要】
基于应用模板的分布式光纤声波传感系统
本技术涉及光纤传感
，尤其涉及一种基于应用模板的分布式光纤声波传感系统。
技术介绍
分布式声波传感器(DistributedAcousticSensor，DAS)，基于相位敏感型光时域分析技术实现光纤沿线声波/振动信号的检测与定位。具体地，脉冲激光进入到光纤后，光纤沿线所有点均有背向瑞利散射光返回，当声波/振动作用在光缆上时，对应位置处的光纤发生振动，由于弹光效应，光纤的折射率、长度等发生微小变化，导致背向瑞利散射光的相位发生变化，从而引起返回的干涉光强发生变化。通过分析该输出散射光的强度变化，即可实现光纤沿线声波/振动的检测。同时，根据收到的散射光与发出脉冲光的时间差，即可得到信号在光纤上的准确位置。DAS作为精确定位型声波/振动传感系统，已成功应用于长距离周界安防，管道防护，轨道交通运行监测，油气勘探与开采等众多场景中。由于振动检测对应事件类型较多，DAS功能呈现极大的多样性和差异性。比如在管道防护中，可进行泄露报警，第三方破坏预警等，而第三方破坏又包括机械施工、人工挖掘等；在轨道交通运行监测中，可进行列车状态追踪，人员入侵防护，车轮扁疤，钢轨断裂等；油气勘探与开采的辅助监测中，可进行压裂过程监测，生产剖面监测，而生产又分为产气和产油等。这些功能的实现，往往对应不同的分析方法，有些还存在很大的差异性，比如轨道交通运行监测中人类活动事件一般都是小范围单点型，而列车追踪中，需要分析的列车运行信号在空间上分布范围从几百米到几公里，时间上连续存在，基本上是两种完全不同的分析方法。即使同一场景，由于每个现场环境工况的不同，用户需求也会呈现一定差异性。由此，DAS系统功能的定制化差异极大，即使按行业场景划分，也无法直接满足客户需求。若每一个用户或现场需求都进行定制化软硬件设计和开发，产品化将异常复杂。此外，由于DAS可支持的应用功能较多，在部署运行后，随着用户对该技术特点的理解以及应用功能探索的深入，往往会希望或要求DAS的功能进一步细化或者扩展。因此若DAS系统在硬件和软件上无法快速进行功能扩展和升级，将极大限制应用范围和效果。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的问题，本技术实施例提供一种基于应用模板的分布式光纤声波传感系统，用以解决相关技术中的技术问题。根据本技术实施例的第一方面，提供一种基于应用模板的分布式光纤声波传感系统，包括单独设置的光学单元、采集处理单元和应用单元；所述采集处理单元分别与所述光学单元和所述应用单元连接；所述光学单元与外部的光纤连接，用于根据所述采集处理单元的控制命令来完成光信号的发生与接收；所述采集处理单元，用于采样光信号得到采样数据，并筛选出包含振动的振动数据发送给所述应用单元；所述应用单元，用于根据所述振动数据获取应用功能分析结果。可选地，所述光学单元和所述采集处理单元封闭为一个单元。可选地，所述应用单元包括多个应用模板，每个应用模板服务一种应用场景。可选地，所述应用单元中应用模板可增加、删除或者更新。可选地，所述应用单元采用GPU或者GPU阵列实现。可选地，还包括存储单元，所述存储单元与所述采集处理单元连接，用于存储所述采集处理单元所采样光信号得到的振动数据。可选地，还包括不间断电源，所述不间断电源分别为所述光学单元、所述采集处理单元和所述应用单元供电。可选地，还包括交换机，所述交换机设置在所述采集处理单元和所述应用单元之间，用于为所述采集处理单元和所述应用单元提供数据通信。可选地，还包括路由器，所述路由器与所述交换机连接，用于提供广域网WAN连接。可选地，还包括人机交互设备，所述人机交互设备分别与所述采集处理单元和所述应用单元连接，用于切换所述采集处理单元和所述应用单元。本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本技术实施例中将通用功能和定制化功能分离，即将通用的信号采集功能与定制化功能分离，将定制化较多的应用功能设置在应用单元，这样在DAS有细化或者扩展需求时，方便在应用单元上扩展或升级，缩短开发周期和生产成本。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。图1是本技术一实施例提供的基于应用模板的分布式光纤声波传感系统的框图。图2是本技术一实施例提供的获取振动数据的原理图。图3是本技术一实施例提供的应用单元获取分析结果的流程图。图4是本技术一实施例提供的应用模板获取分析结果的流程图。图5是本技术另一实施例提供的基于应用模板的分布式光纤声波传感系统的框图。图6是本技术一实施例提供的列车追踪应用模板获取分析结果的流程图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。鉴于DAS可支持的应用功能较多，在定制化集成部署运行后，若后续有进一步细化或者扩展功能的需求时，则会受到应用范围限制。为解决上述技术问题，本技术提供了一种基于应用模板的分布式光纤声波传感系统，图1是本技术一实施例提供的基于应用模板的分布式光纤声波传感系统的框图。参见图1，一种基于应用模板的分布式光纤声波传感系统20，包括单独设置的光学单元21、采集处理单元22和应用单元23。其中，采集处理单元22分别与光学单元21和应用单元23连接。光学单元21与外部的光纤10连接，用于根据采集处理单元22的控制命令来完成光信号的发生与接收。可理解的是，光信号的发生与接收可以参考相关技术，在此不再赘述。采集处理单元22，用于采样光信号得到采样数据，并筛选出包含振动的振动数据发送给所述应用单元。例如，参见图2，脉冲激光进入到光纤10后，光纤沿线所有点均有背向瑞利散射光返回。当声波/振动作用在光缆上时，对应位置处的光纤发生振动，由于弹光效应光纤的折射率、长度等发生微小变化，导致背向瑞利散射光的相位发生变化，从而引起返回的干涉光强发生变化。采集处理单元22通过分析该输出散射光的强度变化，即可实现光纤沿线声波/振动的检测。同时，根据收到的散射光与发出脉冲光的时间差，即可得到信号在光纤上的准确位置。需要说明的是，光学单元21和采集处理单元22可以封装为一个单元，即将通用功能集成到一个单元内。当然，还可以将光学单元21和采集处理单元22各封装为一个单元。技术人员可以根据具体场景进行选择，在此不作限定。应用单元23，用于根据振动数据获取应用功能分析结果。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于应用模板的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，包括单独设置的光学单元、采集处理单元和应用单元；所述采集处理单元分别与所述光学单元和所述应用单元连接；/n所述光学单元与外部的光纤连接，用于根据所述采集处理单元的控制命令来完成光信号的发生与接收；/n所述采集处理单元，用于采样光信号得到采样数据，并筛选出包含振动的振动数据发送给所述应用单元；/n所述应用单元，用于根据所述振动数据获取应用功能分析结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于应用模板的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，包括单独设置的光学单元、采集处理单元和应用单元；所述采集处理单元分别与所述光学单元和所述应用单元连接；
所述光学单元与外部的光纤连接，用于根据所述采集处理单元的控制命令来完成光信号的发生与接收；
所述采集处理单元，用于采样光信号得到采样数据，并筛选出包含振动的振动数据发送给所述应用单元；
所述应用单元，用于根据所述振动数据获取应用功能分析结果。


2.根据权利要求1所述的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述光学单元和所述采集处理单元封装为一个单元。


3.根据权利要求1所述的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述应用单元包括多个应用模板，每个应用模板服务一种应用场景。


4.根据权利要求3所述的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述应用单元中应用模板可增加、删除或者更新。


5.根据权利要求3所述的分布式光纤声波传感系统，其特征在于，所述应用单元采用GPU或...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻乐，邹琪琳，苏环，郭书辰，
申请(专利权)人：北京知觉科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11