[发明专利]光纤振动传感光路故障诊断方法及相关设备

说明书

本说明书一个或多个实施例提供一种光纤振动传感光路故障诊断方法及相关设备，包括获取正常状态下的光纤振动传感光路的电压信号序列，获取无光状态下和单臂断开状态下的传感光路的电压信号序列，基于不同状态下的所述电压信号序列设定阈值，基于阈值判定所述传感光路故障是否为无光故障状态或是单臂故障状态。本发明的故障诊断方法可以在传感光路在线运行的同时，无需断开光路或采用其他额外光路检测设备，仅通过连续获取光路本身的强度信号序列即可有效判断传感光路是否存在光路异常，本发明的故障诊断方法具有简单、快速、准确的特点。

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及光纤传感器技术领域，尤其涉及一种光纤振动传感光路故障诊断方法及相关设备。

背景技术

光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化，成为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。

干涉型光纤传感器具有灵敏度高、动态范围的优点，用光纤作为传感和传输单元，不易受电磁干扰影响。常见的干涉型光纤传感器采用双光束干涉仪结构，用于测量振动和声音，广泛应用于传感测量、工业现场、结构健康监测等领域，可适应高温高压、易燃易爆等恶劣环境。在传感器实际部署后，系统光路可能发生故障导致传感器信号不正常，如传输光路或传感光路异常、分光器或反射单元损坏等故障，如何实现故障的快速、自动检测是光纤传感智能化的重要体现。

现有检测方法可以对光纤链路故障状态进行检测，但都存在不足之处，就是在传感器实际部署后无法进行在线监测，都需要将光纤链路断开，将测量仪器设备接入到光路进行检测，因此测量并不方便。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种光纤振动传感光路故障诊断方法及相关设备，以解决无法在线监测光纤链路的问题。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种光纤振动传感光路故障诊断方法，包括：

获取正常状态下的所述光纤振动传感光路中的光信号，并测量得到所述光信号的电压信号序列，基于所述电压信号序列得到正常信号电压的最小值；

获取无光状态下的所述光纤振动传感光路中的光信号，并测量得到所述光信号的电压信号序列，基于所述电压信号序列得到无光状态电压的最大值；

基于所述正常信号电压的最小值和所述无光状态电压的最大值确定第一阈值；

判定当前获取的所述光纤振动传感光路的所述电压信号序列的最小值是否小于所述第一阈值，若是，则判定所述光纤振动传感光路为无光故障状态，若否则对所述电压信号序列进行单臂故障状态检测。

进一步的，所述对所述电压信号序列进行单臂故障状态检测，包括：

获取正常状态下的所述光纤振动传感光路中的光信号，并测量得到所述光信号的电压信号序列，对所述电压信号序列进行分帧并统计每帧信号标准差，基于所述每帧信号标准差得到正常信号标准差的最小值；

获取单臂断开状态下的所述光纤振动传感光路中的光信号，并测量得到所述光信号的电压信号序列，对所述电压信号序列进行分帧并统计每帧信号标准差，基于所述每帧信号标准差得到单臂断开状态信号标准差的最大值；

基于所述正常信号标准差的最小值和所述单臂断开状态信号标准差的最大值确定第二阈值；

判定当前获取的所述光纤振动传感光路的所述每帧信号标准差的最小值是否小于所述第二阈值，若是，则判定所述光纤振动传感光路为单臂故障状态。

进一步的，在获取所述光纤振动传感光路的光信号之前，通过将所述光纤振动传感光路中的干涉仪两臂引入固定臂长差调整所述光信号的可见度，所述光信号的可见度的取值范围为0.7-0.9。