基于改進二次多項式擬合的布里淵頻移快速高精度提取算法

徐志鈕，胡宇航，趙麗娟，樊明月

華北電力大學電氣與電子工程學院, 河北 保定 071003

引 言

分布式光纖傳感器除具有一般光纖傳感器抗電磁干擾、耐腐蝕以及電絕緣性好等優點外，還具有只需一次測量即可獲取沿整個光纖被測場分布信息等獨特優點，另外其測量精度高、定位準確、傳感距離可達上百公里。因此，應用領域非常廣泛。其中，基于光纖布里淵散射的分布式傳感技術在溫度和應變測量上所達到的測量精度、測量范圍以及空間分辨率高于其他類型的分布式光纖傳感技術，因此引起了國內外的廣泛關注和研究[1-2]。利用該技術對油氣管道、大型水利水電工程結構和電力線纜等的溫度和應變進行在線監測，可實現故障隱患及故障點的快速、準確定位。

在與溫度和應變有關的譜特征量中，布里淵頻移與溫度和應變呈線性關系[1]且最為穩定，目前基于布里淵散射的光纖分布式傳感測量時絕大多數需要提取布里淵頻移信息。布里淵頻移的準確、快速測量對基于布里淵散射的光纖分布式傳感系統非常關鍵[3]。整體上看布里淵頻移的提取方法以擬合基于的方法為主，可以分為模型基于的算法[4-8]和非模型基于的算法[9]。由于能充分利用布里淵譜的波形數據來提取布里淵頻移，整體上看模型基于的算法具有更高的準確性。當入射矩形脈沖寬度明顯大于10 ns(大于50 ns)時光纖中實測布里淵譜近似滿足洛倫茲函數，目前洛倫茲模型基于的擬合算法應用最為廣泛。……