用于提高光纤传感器空间分辨率的等效脉冲光谱分析方法

摘要

用于提高光纤传感器空间分辨率的等效脉冲光谱分析方法，涉及一种提高光纤传感器空间分辨率的数据分析方法。本发明利用对布里渊光纤传感器发射的脉冲光进行测量，得到布里渊光纤传感器发射的脉冲光的形状方程，由于脉冲光与布里渊散射信号在光纤中反向传播，因此持续τ′的布里渊信号是脉冲光在光纤中前进τ′的时间里产生的；把布里渊光纤传感器发射的脉冲光形状方程在τ′时间上积分，得到等效脉冲光形状方程，并通过公式得到各段的中心频率，进一步得到各段脉冲光能量之比，最后得到光纤中各段长度上的物理信息。本发明简化了数据分析的难度，提高光纤传感器的空间分辨率，使得分析数据时使用的布里渊散射谱更加接近真实情况。

主权项

1.用于提高光纤传感器空间分辨率的等效脉冲光谱分析方法，将布里渊光纤传感器发射的脉冲光在光纤中产生的布里渊散射谱看作是若干按照脉冲光等分的等长较短的脉冲光共同产生的，通过利用光纤中已知物理信息的位置的布里渊散射谱，利用公式(1) gB=Σi=0mpigBi, 逐步推出最后一段较短的脉冲光的布里渊散射谱，从而可以得到代表光纤中更短长度上的布里渊散射谱信息，进而提高布里渊光纤传感器的空间分辨率；公式中gB为布里渊光纤传感器发射的脉冲光在光纤中某一段等于脉冲光的一半的长度上产生的布里渊散射谱，gBi为将脉冲光看作等分的n段后第i段脉冲光在光纤中产生的布里渊散射谱，并且gB1到gB(n-1)均为由光纤中已知物理信息的位置得到的已知量，pi为各个gBi的功率权重，可以通过脉冲光的波形得到；其特征在于：将A/D采样模块的单次采样时间与布里渊光纤传感器发射的脉冲光结合起来，以确保在最后数据分析时使用的布里渊散射谱是更加接近真实情况的能够反映光纤中物理信息的布里渊散射谱；将布里渊光纤传感器发射的脉冲光与对信号的采集时间结合起来，抽象成为一个等效脉冲光，最终得到的被分析的布里渊散射谱可被看作是该等效脉冲光在光纤中产生的，并且是被信号采集模块在无限短的时间内接受到的布里渊散射谱；用前述公式(1)对布里渊散射谱的分解分析按照等效脉冲光的形状进行。