[发明专利]一种计算型分布式光纤传感方法及系统有效
| 申请号： | 201811423489.8 | 申请日： | 2018-11-27 |
| 公开（公告）号： | CN109540207B | 公开（公告）日： | 2020-03-10 |
| 发明（设计）人： | 周大鹏;彭伟 | 申请（专利权）人： | 大连理工大学 |
| 主分类号： | G01D21/02 | 分类号： | G01D21/02 |
| 代理公司： | 北京高沃律师事务所 11569 | 代理人： | 张海青 |
| 地址： | 116000 辽*** | 国省代码： | 辽宁;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 计算 分布式 光纤 传感 方法 系统 | ||
1.一种计算型分布式光纤传感方法，其特征在于，包括：
确定用于调制入射光强度的信号源，所述信号源为二进制序列；
将经所述信号源调制后的光脉冲作为入射光信号射入光纤；
以设定采样率采集经光纤散射后的散射光信号；
根据入射光信号和散射光信号，采用基于时域的差分鬼成像协议确定待探测光信号的时域重构图像；
根据待探测光信号的时域重构图像确定光纤的传感信号；
所述信号源为Walsh-Hadamard矩阵产生的二进制正序列以及二进制正序列对应的二进制反序列，或随机二进制序列；
其中，所述根据入射光信号和散射光信号，采用基于时域的差分鬼成像协议确定待探测光信号的时域重构图像，具体包括：
根据确定待探测光信号的时域重构图像，其中，γ为常数，<I(t)>为多个信号源序列加和取平均，<D>为采集到的多个散射光信号加和取平均，<R>为多个积分后的信号源序列加和取平均；当信号源序列为Walsh-Hadamard矩阵产生的二进制序列时，所述信号源序列包括正序列信号源和反序列信号源，积分后的正序列信号源为Ri为第i个正序列信号源Ii(t)在一个周期内的积分，积分后的反序列信号源为为第i个反序列信号源在一个周期内的积分，T为一个信号源序列持续的时间，<DI(t)>为多组第一乘积加和取平均，所述第一乘积包括DiIi(t)和Di为第i个正序列信号源Ii(t)对应的采集到的散射光信号，为第i个反序列信号源对应的采集到的散射光信号，<RI(t)>为多组第二乘积加和取平均，所述第二乘积包括RiIi(t)和当信号源序列为随机产生的二进制序列时，积分后的信号源为Rj为第j个随机信号源序列Ij(t)在一个周期内的积分，<DI(t)>为多组DjIj(t)加和取平均，Dj为第j个随机信号源序列Ij(t)对应的采集到的散射光信号，<RI(t)>为多组RjIj(t)加和取平均。
2.根据权利要求1所述的计算型分布式光纤传感方法，其特征在于，在所述根据入射光信号和散射光信号，采用基于时域的差分鬼成像协议确定待探测光信号的时域重构图像之后，在所述根据待探测光信号的时域重构图像确定光纤的传感信号之前，还包括：
调整信号源序列的触发信号延迟或调整信号采集器的触发信号时间延迟，重新确定待探测光信号的时域重构图像；
将调整触发信号延迟前和调整触发信号延迟后确定的各所述待探测光信号的时域重构图像逐点交错，得到新的探测光信号的时域重构图像。
3.一种计算型分布式光纤传感方法，其特征在于，包括：
确定用于调制入射光强度的信号源，所述信号源为二进制序列；
将经所述信号源调制后的光脉冲作为入射光信号射入光纤；
以设定采样率采集经光纤散射后的散射光信号；
根据入射光信号和散射光信号，采用基于时域的差分鬼成像协议确定待探测光信号的时域重构图像；
根据待探测光信号的时域重构图像确定光纤的传感信号；
所述信号源为Walsh-Hadamard矩阵产生的二进制正序列以及二进制正序列对应的二进制反序列；
其中，所述根据入射光信号和散射光信号，采用基于时域的差分鬼成像协议确定待探测光信号的时域重构图像，具体包括：
根据
确定待探测光信号的时域重构图像，其中，S(n)为n时刻的待探测光信号，Im(n)为第m个正序列信号源在第n时刻的信号源值，为第m个反序列信号源在第n时刻的信号源值，Dm为采集到的与第m个正序列信号源相对应的散射光信号，为采集到的与第m个反序列信号源相对应的散射光信号，γ为常数。
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