一種分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)的側(cè)向定位方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種可用于分布光纖傳感系統(tǒng)的側(cè)向定位方法，步驟1：搜索光纖中的振動(dòng)幅度最高的點(diǎn)，并將該點(diǎn)定義為第一個(gè)傳感器點(diǎn)S1；步驟2：定義與第一個(gè)傳感器點(diǎn)S1相距d距離的點(diǎn)為第二個(gè)傳感器點(diǎn)S2；步驟3：獲取振動(dòng)源振動(dòng)信號(hào)到達(dá)第一個(gè)傳感器點(diǎn)S1和第二個(gè)傳感器點(diǎn)S2的時(shí)間差Δt；步驟4：計(jì)算獲得振動(dòng)源距離振動(dòng)傳感光纖的側(cè)向距離其中v是振動(dòng)信號(hào)在土壤中的傳播速度。本發(fā)明定位方法能夠準(zhǔn)確的測(cè)量出振動(dòng)源距離光纖的側(cè)向距離，并且僅利用現(xiàn)有分布光纖傳感系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】一種分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)的側(cè)向定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)的的側(cè)向定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式光纖振動(dòng)傳感器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，探測(cè)距離長，不受電磁干擾等特點(diǎn)，已成為近年來國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。分布式光纖振動(dòng)傳感器件是國防、石油管線、電力等領(lǐng)域迫切需求的技術(shù)，該技術(shù)可以用來實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)邊境線的入侵情況、石油管線的破壞和偷盜情況、電力電纜的偷盜和破壞情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)國家財(cái)產(chǎn)和生命安全的保護(hù)。分布式光纖振動(dòng)傳感器主要是基于兩種原理:一種是基于光纖白光干涉原理的分布式光纖振動(dòng)傳感器；另一種是基于瑞利后向散射光譜干涉原理的分布式光纖振動(dòng)傳感器。
[0003]分布式光纖振動(dòng)傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所不，激光器發(fā)出線寬為5kHz的連續(xù)光信號(hào)，中心波長為1550nm，功率為IOmW.經(jīng)過聲光調(diào)制器(AOM)調(diào)制成脈沖寬度為IOns重復(fù)頻率為IkHz的脈沖信號(hào).窄脈沖信號(hào)被光纖放大器(EDFAl)放大后經(jīng)過隔離器(Isolator)和環(huán)形器(Circulator)注入傳感光纖中，用于在光纖中產(chǎn)生后向瑞利散射光。后向散射光被光纖放大器(EDFAl)放大后,經(jīng)過光濾波器(Filter)后被探測(cè)器(Detector)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。電信號(hào)經(jīng)過放大、電濾波和采樣后，送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到分布式振動(dòng)曲線數(shù)據(jù)。
[0004]光纖激光器發(fā)出的連續(xù)的窄線寬的光信號(hào)，被聲光調(diào)制器調(diào)制成一定寬度的脈沖光。調(diào)制后的脈沖光經(jīng)環(huán)形器后注入傳感光纖，脈沖光在傳感光纖中與光纖材料相互作用產(chǎn)生后向散射光譜，后向散射光譜在后向傳輸時(shí)產(chǎn)生自干涉，經(jīng)過干涉后的后向散射光譜經(jīng)環(huán)形器后，經(jīng)過光濾波器濾波再被光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。電信號(hào)經(jīng)過放大器放大后通過電濾波器濾波，在被采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后進(jìn)入數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。系統(tǒng)中的信號(hào)發(fā)生器是用于驅(qū)動(dòng)聲光調(diào)制器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，并將脈沖的同步信號(hào)同時(shí)發(fā)送給采集卡。上述布式光纖振動(dòng)傳感器只有縱向定位功能，沒有側(cè)向定位功能，局限了分布式光纖振動(dòng)傳感器的實(shí)際應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)一種可用于分布光纖傳感系統(tǒng)的側(cè)向定位方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]步驟1、搜索整條光纖中的振動(dòng)幅度最高的位置點(diǎn)，并將該點(diǎn)定義為第一個(gè)傳感器點(diǎn)SI ；
[0008]步驟2、定義與第一個(gè)傳感器點(diǎn)SI相距距離為d的點(diǎn)為第二個(gè)傳感器點(diǎn)S2 ；
[0009]步驟3、通過對(duì)SI點(diǎn)和S2點(diǎn)振動(dòng)波形進(jìn)行分析，獲取振動(dòng)源振動(dòng)信號(hào)到達(dá)第一個(gè)傳感器點(diǎn)SI和第二個(gè)傳感器點(diǎn)S2的時(shí)間差Λ t ；
[0010]步驟4:計(jì)算獲得振動(dòng)源距離振動(dòng)傳感光纖的側(cè)向距離
【權(quán)利要求】
1.一種分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)的側(cè)向定位方法,其特征在于: 步驟1、搜索整條光纖中的振動(dòng)幅度最高的位置點(diǎn)，并將該點(diǎn)定義為第一個(gè)傳感器點(diǎn)Si ； 步驟2、定義與第一個(gè)傳感器點(diǎn)SI相距距離為d的點(diǎn)為第二個(gè)傳感器點(diǎn)S2 ； 步驟3、獲取振動(dòng)源振動(dòng)信號(hào)到達(dá)第一個(gè)傳感器點(diǎn)SI和第二個(gè)傳感器點(diǎn)S2的時(shí)間差Δ t ； 步驟4:計(jì)算獲得振動(dòng)源距離振動(dòng)傳感光纖的側(cè)向距離
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)的側(cè)向定位方法，其特征在于:系統(tǒng)在進(jìn)行步驟4計(jì)算前，需要校正V值。
【文檔編號(hào)】G01H9/00GK103954349SQ201410207149
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】周正仙, 袁揚(yáng)勝, 余瑞蘭, 周瑞 申請(qǐng)人:安徽師范大學(xué)
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