[发明专利]一种拉曼光时域反射仪脉冲响应估计方法和装置

说明书

本发明涉及光检测技术领域，提供了一种拉曼光时域反射仪脉冲响应估计方法和装置。其中方法包括接收拉曼光时域反射仪接收脉冲响应信号，判断拉曼光时域反射仪接收脉冲响应信号中光纤末尾位置；根据所述脉冲响应信号中光纤末尾位置，提取对应阶跃数据；根据所述阶跃数据进行处理得到系统的脉冲响应H。使用本发明所提出的方法可以得到ROTDR系统的实际脉冲响应，有助于准确判断ROTDR系统的空间分辨率和进一步信号处理。

【技术领域】

本发明涉及光检测技术领域，特别是涉及一种拉曼光时域反射仪脉冲响应估计方法和装置。

【背景技术】

拉曼光时域反射仪(Raman Optical Time-Domain Reflectometry，简写为：ROTDR)可以测量光纤沿线上每一点的温度信息，被广泛应用于长距离温度在线监测。它通过向光纤中注入脉冲光，测量其拉曼散射光的强度计算出对应的光纤温度。并根据拉曼散射光的飞行时间计算出散射点对应的光纤位置，实现分布式测量。

空间分辨率是ROTDR系统的一个重要指标，指的是系统能够有效测量的最小光纤长度，它与脉冲宽度成正比。

然而，系统的实际脉冲响应与光源发射的脉冲光并不相同。系统实际脉冲响应还受到探测器光电响应和带宽影响。此外，由于拉曼散射光与光源发射光存在频率差，色散会导致背向的脉冲形状发生变形。因此，使用探测器直接测量的前向脉冲光与ROTDR系统的脉冲响应有差异。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明实施例要解决的技术问题是系统实际脉冲响应还受到探测器光电响应和带宽影响，此外，由于拉曼散射光与光源发射光存在频率差，色散会导致背向的脉冲形状发生变形，因此，使用探测器直接测量的前向脉冲光与ROTDR系统的脉冲响应有差异。

本发明实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种拉曼光时域反射仪脉冲响应估计方法，包括：

接收拉曼光时域反射仪接收脉冲响应信号，判断拉曼光时域反射仪接收脉冲响应信号中光纤末尾位置；

根据所述脉冲响应信号中光纤末尾位置，提取对应阶跃数据；

根据所述阶跃数据进行处理得到系统的脉冲响应H。

优选的，所述脉冲响应信号来源于拉曼光时域反射仪中包含的传感装置测量得到，具体为：

所述脉冲响应信号为一维数据，每个数据表示连续采样的拉曼散射强度；脉冲响应信号包含有光纤的数据和没有光纤部分的数据。

优选的，所述判断拉曼光时域反射仪接收脉冲响应信号中光纤末尾位置，提取对应阶跃数据，具体包括：

根据预先设置强度阈值k，从接收到的所述脉冲响应信号信号最后开始，向前寻找第一个强度大于k的采样点n记为光纤末尾；其中，所述阶跃数据为以采样点n为中心，共m个采样点构成的一段数据。

优选的，所述强度阈值k至少为系统噪声的10倍。

优选的，根据所述阶跃数据进行处理得到系统的脉冲响应H之前，所述方法还包括：

对阶跃数据通过以下公式做归一化处理：

其中,x为阶跃数据，而x_max与x_min为x的最大值和最小值。

优选的，根据所述阶跃数据进行处理得到系统的脉冲响应H，具体包括：