基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107270952A(43)申请公布日2017.10.20(21)申请号201710624875.2(22)申请日2017.07.27(71)申请人天津求实飞博科技有限公司地址300000天津市滨海新区高新区滨海科技园日新道188号3号楼4层4-B-13号(72)发明人刘柯(74)专利代理机构天津滨海科纬知识产权代理有限公司12211代理人李成运(51)Int.Cl.G01D5/353(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法(57)摘要本发明提供了一种基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法，S1、利用图像处理方法，对测量信号进行降噪强化特征处理；S2、采用无空间分辨率损失的降噪方法，并利用低通滤波降噪，在保证了空间分辨率的情况下，使扰动位置更加明显突出,从而分辨多点扰动。本发明所述的基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法利用图像处理方法有效降低噪声并保留扰动特征信息。分辨多点扰动时，无空间分辨率损失的降噪方法，利用低通滤波降噪，在保证了空间分辨率的情况下，使扰动位置更加明显突出。CN107270952ACN107270952A权利要求书1/1页1.基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用图像处理方法，对测量信号进行降噪强化特征处理；S2、采用无空间分辨率损失的降噪方法，并利用低通滤波降噪，在保证了空间分辨率的情况下，使扰动位置更加明显突出,从而分辨多点扰动。2.根据权利要求1所述的基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法，其特征在于，所述步骤S1的执行方法，具体如下：S101、在光频域反射仪的主干涉仪中由光纤背向瑞利散射形成拍频干涉信号；S102、对这拍频干涉信号沿时间轴切分，分别进行快速傅里叶变换；S103、以时频分析方法，将信号以时间、距离为轴组为图像；S104、对图像利用局部均值滤波方法进行降噪处理，对每一位置所对应时域信息取均值，合成为一路距离域信息。3.根据权利要求1所述的基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法，其特征在于，所述分辨多点扰动的方法，具体如下：对距离域信号进行傅立叶变换，将高频信息置零，再逆变换回距离域，获得低通降噪效果，寻找处理后背向瑞利散射距离域信号中的凹陷波谷，该凹陷波谷位置即为第二点扰动位置，以上述方法区分多点扰动。2CN107270952A说明书1/3页基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法技术领域[0001]本发明属于光纤传感器技术领域，尤其是涉及一种基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法。背景技术[0002]长距离的分布式扰动传感广泛应用于民生、国防安全等多个领域中，如飞行器、航天器、船舶、国防装备、工业设备、桥梁涵洞等重点部位的结构健康监控，利用光频域反射中单模光纤瑞利散射光谱移动可实现高精度高空间分辨率的长距离的分布式扰动传感。[0003]而现有基于光频域反射的光纤扰动传感中，大多存在多点扰动位置无法区分，传感信号噪声较大以及空间分辨率不高等问题。发明内容[0004]有鉴于此，本发明旨在提出一种基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法，以克服现有基于光频域反射的光纤扰动传感中，大多存在多点扰动位置无法区分，传感信号噪声较大以及空间分辨率不高等问题。[0005]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：[0006]一种基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法，S1、利用图像处理方法，对测量信号进行降噪强化特征处理；[0007]S2、采用无空间分辨率损失的降噪方法，并利用低通滤波降噪，在保证了空间分辨率的情况下，使扰动位置更加明显突出,从而分辨多点扰动。[0008]进一步的，所述步骤S1的执行方法，具体如下：[0009]S101、在光频域反射仪的主干涉仪中由光纤背向瑞利散射形成拍频干涉信号；[0010]S102、对这拍频干涉信号沿时间轴切分，分别进行快速傅里叶变换；[0011]S103、以时频分析方法，将信号以时间、距离为轴组为图像；[0012]S104、对图像利用局部均值滤波方法进行降噪处理，对每一位置所对应时域信息取均值，合成为一路距离域信息。[0013]进一步的，所述分辨多点扰动的方法，具体如下：[0014]对距离域信号进行傅立叶变换，将高频信息置零，再逆变换回距离域，获得低通降噪效果，寻找处理后背向瑞利散射距离域信号中的凹陷波谷，该凹陷波谷位置即为第二点扰动位置，以上述方法区分多点扰动。[0015]相对于现有技术，本发明所述的基于光频域反射长距离光纤分布式扰动传感信号处理方法具有以下优势：[