[发明专利]基于高阶累积量分析的分布式光纤振动测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于高阶累积量分析的分布式光纤振动测量方法及装置，该方法包括：采集信号的源文件；将源文件变换成多个数组；将变换后数组通过高阶累积量处理程序中，通过该程序对数组中的信号进行降噪处理，获得目标信号；输出目标信号。本发明保证了光纤振动测量系统提供的报警信息的准确性和有效性。

技术领域

本发明设计信号处理技术领域，特别涉及一种基于高阶累积量分析的光纤振动测量方法及装置。

背景技术

光纤测量振动在工程应用方面具有很大的发展前景，特别是应用于一些大型工程的振动监测，比如路桥健康、航空航天、大型机械以及运输石油煤气管道等监测。提高振动幅值的信噪比可以提高分布式光纤传感系统的监测振动的能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于高阶累积量分析的分布式光纤振动测量方法及装置，用以提高分布式光纤传感系统的振动信号检测能力。

一方面，本发明提供一种基于高阶累积量分析的分布式光纤振动测量算法，用于处理分布式光纤振动系统的采集数据，包括以下内容：将采集的光纤传感信号保存数据文件，文件内数据为M×N的二维数组，M为二维数组的列数，对应光纤沿线的位置；N为二维数组的行数，对应采集后向散射信号的条数；所述信号包括噪声和振动信号；将数据文件的数据分为k个数据块，每个数据块包含N/k行一维数组，每个一维数组包含M个数据；将所述各个数组送入高阶累积量分析程序中，对每组数据分别进行以下处理：减去数组的平均值，再进行高阶累积量计算处理，处理后的数组滤除了噪声，该数组为振动信号的幅值轮廓，计算该数组方差，如图2所示。将方差与设定阈值比较，大于阈值即数组对应的光纤位置发生了振动，阈值依据实际情况选取；将数据块内M个方差值组合为一维数组输出。

优选地，采集数据来自分布式光纤穿感系统，如图1所示，每条数据的M个数据分别对应光纤沿线上各个位置。

优选地，本发明中，采用三阶高阶累积量处理数据。

另一方面，本发明还提供一种基于高阶累积量分析的分布式光纤振动测量装置，应用于处理光纤振动系统采集到的数据，包括以下设备：

采集设备41，用于采集后向散射光信号，并转为TDMS格式文件；

高速缓存设备42，该设备高速读取采集设备41的数据文件，该设备可高速存储数据文件；

数据处理设备43，读取高速缓存设备42的数据文件，完成数据处理过程，并同时将结果输出到显示设备和存储设备中；

显示设备44可以显示当前的数据，以及显示数据库发送的查询数据；

存储设备45存储数据库，每次输入的数据都存储在数据库中，并能根据指令输出到显示设备中。

本发明具有如下技术优点：

1、本发明针对光纤传感系统，采用高阶累积量算法，能识别小信噪比振动信号，避免振东漏报，2、本发明采用的高速缓存设备能解决采集速率远高于处理速度的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明，下面将附图进行说明。

图1为分布式光纤系统采集的数据形式，一次采集将得到一条后向散射光强度数据曲线，一条曲线上包含M个点，曲线上每一点代表光纤沿线上一个位置；

图2为高阶累积量算法的流程图；

图3为一种基于高阶累积量分析的光纤振动测量方法流程图；

图4为一种基于高阶累积量分析的光纤振动测量装置结构图。

具体实施方式

本发明为解决光纤系统检测振动信号存在漏报和虚报的问题，提供了一种基于高阶累积量分析的光纤振动测量方法及装置，下面将结合附图进行描述具体实施方式。