一种基于布里渊散射损耗分布的光纤末端自动识别方法
【专利摘要】本发明提供一种基于布里渊散射损耗分布的光纤末端自动识别方法，以布里渊损耗分布数据为基础，利用有效光纤数据与光纤末端以外无用数据特性的差异，提出了一种基于布里渊散射损耗分布数据的自动阈值连续增长判定算法。采用上述方案，可以在布里渊散射损耗分布数据的基础上，计算布里渊散射最大损耗分布数据及其初始阈值，利用阈值的自动增长及相应的统计算法，实现光纤末端的自动识别。
【专利说明】一种基于布里渊散射损耗分布的光纤末端自动识别方法
【技术领域】
[0001]本发明属【技术领域】，尤其涉及的是一种基于布里渊散射损耗分布的光纤末端自动识别方法。
【背景技术】
[0002]布里渊光时域反射计(BOTDR)依靠测量光纤中后向布里渊散射光的布里渊频移分布计算光纤的应变分布，脉冲光以一定的频率自光纤一端入射，入射的脉冲光与光纤中的声子发生相互作用后产生布里渊散射，后向布里渊散射光沿光纤原路返回到入射端。由于光纤中布里渊散射光频移与光纤轴向应变和温度间存在线性关系，因此测量出光纤的布里渊散射频移分布即可计算出光纤中的应变分布。布里渊光时域反射计具有低能源依赖性、高环境耐受性、抗电磁干扰、抗腐蚀、防水、抗潮湿、温度适应性强等特性，并且由于可以单端测量，施工难度较低而广受关注。布里渊光时域反射计可用于岩土工程健康监测、地质灾害预警监测、电缆及管道的健康监测等领域，是工程领域用于取代传统点式传感器的最有力的产品之一。
[0003]现有BOTDR仪器无法进行光纤末端的自动识别，在进行应变分布计算时，超出被测光纤末端的无用数据也经常参与布里渊频移计算，不仅导致其应变分布计算时间延长，也使其应变分布数据显示及后续处理过程大受影响。在仪器使用过程中，必须由使用者人为判断光纤末端位置，加大了 BOTDR仪器操作的复杂程度。
[0004]因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于布里渊散射损耗分布的光纤末端自动识别方法。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]—种基于布里渊散射损耗分布的光纤末端自动识别方法，其中，包括以下步骤:
[0008]步骤101:读取布里渊噪声阈值间隔值LTI ；
[0009]步骤102:读取布里渊散射数据D ；
[0010]步骤103:读取布里渊散射数据长度L ；
[0011]步骤104:对布里渊散射数据D在每个距离点上进行取最大值运算，计算得到布里渊最大损耗分布曲线数据M ;
[0012]步骤105:读取最大损耗分布曲线数据M中长度L末端L/100长度内的最大损耗数据ME ；
[0013]步骤106:计算ME的平均值作为噪声基础阈值LTB ；
[0014]步骤107:以LTB作为损耗阈值LT的起始值；
[0015]步骤108:统计M中损耗值大于LT的数据点数MNO ；
[0016]步骤109:统计M中损耗值大于(LT+LTI)的数据点数丽I ;[0017]步骤110:统计M中损耗值大于(LT+LTI*2)的数据点数丽2 ；
[0018]步骤111:判断MNO是否与丽I相等，如果MNO与丽I相等，则进入步骤112，否则进入步骤115 ;
[0019]步骤112:判断丽I是否与丽2相等，如果丽I与丽2相等，则进入步骤113，否则进入步骤115 ;
[0020]步骤113:取M中最末端的大于LT的位置作为光纤长度FL ；
[0021]步骤114:输出光纤长度FL，计算结束。
[0022]步骤115:判断MNO是否大于0，如果MNO > O,则进入步骤116，如果MNO ( O,则进入步骤117 ;
[0023]步骤116:将LT+LTI赋值给LT，转至步骤108 ；
[0024]步骤117:无法计算光纤长度，计算结束。
[0025]所述的基于布里渊散射损耗分布的光纤末端自动识别方法，其中，步骤101中所述LTI为每次布里渊噪声阈值的增加值，范围在0.5dB-5dB之间。
[0026]采用上述方案，利用有效光纤数据与光纤末端以外无用数据特性的差异，提出了一种基于布里渊散射损耗分布数据的自动阈值连续增长判定算法，可以在布里渊散射损耗分布数据的基础上，计算布里渊散射最大损耗分布数据及其初始阈值，利用阈值的自动增长及相应的统计算法，实现光纤末端的自动识别，并且可以减少应变分布计算过程计算量，提高计算速度；同时减少计算光纤末端以外无用数据造成的干扰，提高应变曲线的显示效果O
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明的流程示意图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0029]实施例1
[0030]如图1所不,一种基于布里渊散射损耗分布的光纤末端自动识别方法,其中,包括以下步骤:
[0031]步骤101:读取布里渊噪声阈值间隔值LTI ；
[0032]步骤102:读取布里渊散射数据D ；
[0033]步骤103:读取布里渊散射数据长度L ；
[0034]步骤104:对布里渊散射数据D在每个距离点上进行取最大值运算，计算得到布里渊最大损耗分布曲线数据M ;
[0035]步骤105:读取最大损耗分布曲线数据M中长度L末端L/100长度内的最大损耗数据ME ；
[0036]步骤106:计算ME的平均值作为噪声基础阈值LTB ；
[0037]步骤107:以LTB作为损耗阈值LT的起始值；
[0038]步骤108:统计M中损耗值大于LT的数据点数MNO ；
[0039]步骤109:统计M中损耗值大于(LT+LTI)的数据点数丽I ;[0040]步骤110:统计M中损耗值大于(LT+LTI*2)的数据点数丽2 ；
[0041]步骤111:判断MNO是否与丽I相等，如果MNO与丽I相等，则进入步骤112，否则进入步骤115 ;
[0042]步骤112:判断丽I是否与丽2相等，如果丽I与丽2相等，则进入步骤113，否则进入步骤115 ;
[0043]步骤113:取M中最末端的大于LT的位置作为光纤长度FL ；
[0044]步骤114:输出光纤长度FL，计算结束。
[0045]步骤115:判断MNO是否大于0，如果MNO > O,则进入步骤116，如果MNO ( O,则进入步骤117 ;
[0046]步骤116:将LT+LTI赋值给LT，转至步骤108 ；
[0047]步骤117:无法计算光纤长度，计算结束。
[0048]上述中，步骤101中所述LTI为每次布里渊噪声阈值的增加值，范围在0.5dB_5dB之间。
[0049]采用上述方案，利用有效光纤数据与光纤末端以外无用数据特性的差异，提出了一种基于布里渊散射损耗分布数据的自动阈值连续增长判定算法，可以在布里渊散射损耗分布数据的基础上，计算布里渊散射最大损耗分布数据及其初始阈值，利用阈值的自动增长及相应的统计算法，实现光纤末端的自动识别，并且可以减少应变分布计算过程计算量，提高计算速度；同时减少计算光纤末端以外无用数据造成的干扰，提高应变曲线的显示效果O
[0050]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于布里渊散射损耗分布的光纤末端自动识别方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤101:读取布里渊噪声阈值间隔值LTI ； 步骤102:读取布里渊散射数据D ； 步骤103:读取布里渊散射数据长度L ； 步骤104:对布里渊散射数据D在每个距离点上进行取最大值运算，计算得到布里渊最大损耗分布曲线数据M ; 步骤105:读取最大损耗分布曲线数据M中长度L末端L/100长度内的最大损耗数据ME ； 步骤106:计算ME的平均值作为噪声基础阈值LTB ； 步骤107:以LTB作为损耗阈值LT的起始值； 步骤108:统计M中损耗值大于LT的数据点数MNO ； 步骤109:统计M中损耗值大于(LT+LTI)的数据点数丽I ； 步骤110:统计M中损耗值大于(LT+LTI*2)的数据点数丽2 ； 步骤111:判断MNO是否与丽I相等，如果MNO与丽I相等，则进入步骤112，否则进入步骤115 ； 步骤112:判断丽I是否与丽2相等，如果丽I与丽2相等，则进入步骤113，否则进入步骤115 ； 步骤113:取M中最末端的大于LT的位置作为光纤长度FL ； 步骤114:输出光纤长度FL，计算结束。 步骤115:判断MNO是否大于0，如果MNO > 0，则进入步骤116，如果MNO ( 0，则进入步骤117 ； 步骤116:将LT+LTI赋值给LT，转至步骤108 ； 步骤117:无法计算光纤长度，计算结束。
2.如权利要求1所述的基于布里渊散射损耗分布的光纤末端自动识别方法，其特征在于，步骤101中所述LTI为每次布里渊噪声阈值的增加值，范围在0.5dB-5dB之间。
【文档编号】G01L1/24GK103968978SQ201410183192
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】袁明, 闫继送, 孙强, 王东升 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所