提高布里渊光时域反射仪频移定位精度的二次寻峰算法

工程应用对布里渊光时域反射仪的使用不断提出实际需求:如何精准确定应变/温变的起始位置,便于快速修复节约人力物力成本,尤其是在地下工程、海下工程等无法直接观察的复杂情况下,对于光纤沿线频移起始位置的精准确定显得尤为重要。对基于寻峰算法和短时傅里叶变换的布里渊光时域反射仪中获取频谱的算法进行改进,提出一种新的二次寻峰算法,通过判断布里渊增益谱中的峰值情况来计算温变/应变起始点与终止点。在脉冲宽度为100 ns、监测距离为1800 m的情况下,50 m温变段的起始点与终止点定位误差为0.4 m,在2000 m的探测距离上实现了1 m的空间分辨率。该算法在不增加运算时间和光电器件的基础上,提高了布里渊光时域反射仪对温度起始点和长度定位的准确性。与使用寻峰算法的布里渊光时域反射仪相比,使用二次寻峰算法的布里渊光时域反射仪具有更强的实用性与更高的性价比。

利用信号处理技术改善布里渊光时域反射仪空间分辨率研究进展

空间分辨率是衡量布里渊光时域反射技术的一项重要指标。传统的布里渊光时域反射仪空间分辨率被限制在1 m,已经不能完全满足工程领域对于高空间分辨率的需求。为了提高系统的空间分辨率,研究者们通常采用两种方法,即光路端的光脉冲调制和电路端的信号处理。然而在简化系统结构、降低硬件成本和实现迭代升级方面,通过后端信号处理的方法有一定优势,也更能契合工程应用领域追求仪器性价比、批量产业化应用的需求。本文详细介绍了基于脉冲分段和布里渊谱分析的改善空间分辨率的信号处理方法,对这些方法的原理及实验方案进行了分析讨论,并对每种方法得到的效果进行了概括比较,最后对布里渊光时域反射技术的发展前景进行了展望。