[发明专利]提高安全状态的相敏光时域反射仪脉冲发生频率调节方法

说明书

本发明公开了一种提高安全状态的相敏光时域反射仪脉冲发生频率调节方法，包括：对信号x₁(t)和x₂(t)合并，产生降采样后的时域信号x(t)，并对其进行分割处理；消除分割处理后的时域信号x(t)的振铃效应及边缘毛刺，设置剔除阈值参数k_delete，对时间间隔ΔT内x_i(t)'的N个采样点在不同离散数组x_i(t)'首端顺序剔除k_delete·N个采样点，在x_i(t)'末端逆序剔除k_delete·N个采样点，将x_i(t)'剩余的采样点数记为n₀，处理后的信号x_i(t)'记为x_i(t)，并进行曲线平滑处理；对平滑后的采样信号X_i'(t)做单次线性插值，从采样信号X_i'(t)首端向末端遍历，通过线性插值得到插值后的采样信号X_i(t)，提取特征脉冲与特征噪声，设置动态阈值T_p对信号中有效脉冲成分进行提取；根据曲线特征参数F_i与状态判断参数K_i判断当前系统状态变化趋势；若当前脉冲发生频率f_g在限制频率范围[f_down,f_up]内，调节脉冲发生频率f_g。

技术领域

本发明涉及信号调理领域，尤其涉及一种提高光纤安全状态的(相敏光时域反射仪)脉冲发生频率调节方法。

背景技术

近年来分布式光纤传感技术广泛运用于振动传感、入侵预警、管道断丝检测等领域，其中成为具有代表性的技术手段之一。激光器输出窄线宽连续光，经脉冲调制器作用后转换为窄线宽光脉冲，光脉冲在信号作用点与光缆作用产生后向瑞利散射光，从而在输出端形成瑞利散射曲线，同时输出端时域曲线也是重要的信号承载方式。瑞利散射曲线、时域响应曲线共同构成了的信号呈现方式。

当光缆沿线存在异常事件时，时域曲线上表现为相应的脉冲信号，脉冲的幅值与时间跨度共同反映了事件的物理特征。光脉冲的扫描频率则极大地影响了的测量灵敏度与测量分辨力。目前的通常以固定频率光脉冲作为测量光，若脉冲输出频率过高，在光线沿线无异常事件时则会加大无效功耗，同时产生的数据也大大浪费了存储空间；若频率过低，在异常事件存在时则造成测量分辨力不足，甚至会产生严重的经济损失与安全隐患。

发明内容

本发明提供了一种提高光纤安全状态的脉冲发生频率调节方法，本发明对输出端采集信号做前端预处理，根据数学模型评估光纤所在环境的安全状态，根据评估结果动态调节系统脉冲发生频率，确保危险事件发生时产生足够高的脉冲频率以保证测量分辨力，降低了光纤所在环境安全状态下的无效功耗，详见下文描述：

一种提高光纤安全状态的脉冲发生频率调节方法，所述方法包括：

1)自采集信号始端向末端遍历原始信号x₀(t)，每隔k个点取一个采样点共同组成x₁(t)；同时以k个采样点为移动间隔，在k个采样点内随机选取一个采样点共同组成x₂(t)；

2)对信号x₁(t)和x₂(t)合并，产生降采样后的时域信号x(t)，并对其进行分割处理；

3)消除分割处理后的时域信号x(t)的振铃效应及边缘毛刺，设置剔除阈值参数k_delete，对时间间隔ΔT内x_i(t)'的N个采样点在不同离散数组x_i(t)'首端顺序剔除k_delete·N个采样点，在x_i(t)'末端逆序剔除k_delete·N个采样点，将x_i(t)'剩余的采样点数记为n₀，处理后的信号x_i(t)'记为x_i(t)，并进行曲线平滑处理；