本發(fā)明涉及一種光纖應(yīng)變系數(shù)自動(dòng)標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：

光纖應(yīng)變分布測(cè)試儀依靠測(cè)量光纖中后向布里淵散射光的布里淵頻移分布計(jì)算光纖的應(yīng)變分布，脈沖光以一定的頻率自光纖一端入射，入射的脈沖光與光纖中的聲子發(fā)生相互作用后產(chǎn)生布里淵散射，后向布里淵散射光沿光纖原路返回到入射端。由于光纖中布里淵散射光頻移與光纖軸向應(yīng)變和溫度間存在線性關(guān)系，因此測(cè)量出光纖的布里淵散射頻移分布即可計(jì)算出光纖中的應(yīng)變分布。布里淵光時(shí)域反射計(jì)具有低能源依賴性、高環(huán)境耐受性、抗電磁干擾、抗腐蝕、防水、抗潮濕、溫度適應(yīng)性強(qiáng)等特性，并且由于可以單端測(cè)量，施工難度較低而廣受關(guān)注。布里淵光時(shí)域反射計(jì)可用于巖土工程健康監(jiān)測(cè)、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測(cè)、電纜及管道的健康監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，是工程領(lǐng)域用于取代傳統(tǒng)點(diǎn)式傳感器的最有力的產(chǎn)品之一。

在光纖傳感系統(tǒng)中，光纖應(yīng)變分布測(cè)試儀(簡(jiǎn)稱BOTDR)是不可或缺的測(cè)試儀器，在其使用過(guò)程中，必須首先確定被測(cè)光纖的應(yīng)變系數(shù)，而該系數(shù)與光纖的材料有關(guān)，是光纖自身的物理參數(shù)，無(wú)法直接測(cè)試，只能通過(guò)間接測(cè)試并經(jīng)標(biāo)定獲得。目前，常用的光纖應(yīng)變系數(shù)標(biāo)定方法都為手動(dòng)標(biāo)定方法，通過(guò)等強(qiáng)度梁、位移臺(tái)等裝置對(duì)光纖施加應(yīng)變，通過(guò)人工尋找應(yīng)變位置，結(jié)合手動(dòng)更改應(yīng)變大小實(shí)現(xiàn)光纖應(yīng)變系數(shù)的標(biāo)定，每一次對(duì)光纖進(jìn)行應(yīng)變系數(shù)標(biāo)定都需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且由于人工測(cè)試手段誤差較大，導(dǎo)致光纖應(yīng)變系數(shù)標(biāo)定精度較低，難以滿足實(shí)際應(yīng)用中多種光纖應(yīng)變系數(shù)的快速、精確的測(cè)試需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提供一種光纖應(yīng)變系數(shù)自動(dòng)標(biāo)定方法，實(shí)現(xiàn)了光纖應(yīng)變系數(shù)全自動(dòng)標(biāo)定，提高了標(biāo)定效率；提高了光纖應(yīng)變系數(shù)的標(biāo)定精度，降低了標(biāo)定誤差。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種光纖應(yīng)變系數(shù)自動(dòng)標(biāo)定方法，自動(dòng)標(biāo)定裝置包括第一電控位移臺(tái)，第一電控位移臺(tái)上設(shè)有第一夾具承載平臺(tái)，所述第一電控位移臺(tái)上設(shè)有能相對(duì)移動(dòng)的第二電控位移臺(tái)，第二電控位移臺(tái)上設(shè)有第二夾具承載平臺(tái)，第一夾具承載平臺(tái)和第二夾具承載平臺(tái)上分別設(shè)有第一夾具和第二夾具，雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置測(cè)量光纖的長(zhǎng)度，布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試光纖的中心頻移分布曲線，第一電控位移臺(tái)和第二電控位移臺(tái)都與電控位移臺(tái)控制器通信，電控位移臺(tái)控制器與主控計(jì)算機(jī)通信，

所述第一電控位移臺(tái)、第二電控位移臺(tái)上都設(shè)有限位開(kāi)關(guān)位，防止電控位移臺(tái)中的移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)超限造成電控位移臺(tái)損傷，標(biāo)定方法包括：

步驟1、輸入光纖應(yīng)變區(qū)域長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度為預(yù)計(jì)光纖應(yīng)變作用區(qū)域的長(zhǎng)度；輸入光纖無(wú)應(yīng)變頻移FB0，F(xiàn)B0值應(yīng)在9.0～13.0GHz之間，典型值可為10.6GHz；控制第一電控位移臺(tái)和第二電控位移臺(tái)移動(dòng)設(shè)定的光纖應(yīng)變區(qū)域長(zhǎng)度的距離；將被測(cè)光纖拉直按照設(shè)定距離固定在第二夾具和第二夾具之間；輸入光纖長(zhǎng)度和光纖折射率；

步驟2、主控計(jì)算機(jī)開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)定；由主控計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制第一電控位移臺(tái)和第二電控位移臺(tái)移動(dòng)令被測(cè)光纖的受應(yīng)變部分產(chǎn)生應(yīng)變變化，通過(guò)分析布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試的光纖應(yīng)變分布數(shù)據(jù)，找到光纖應(yīng)變區(qū)域?qū)?yīng)的位置；

步驟3、主控計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制第一電控位移臺(tái)和第二電控位移臺(tái)移動(dòng)，在分析出的光纖應(yīng)變區(qū)域?qū)?yīng)位置的基礎(chǔ)上，利用布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試光纖應(yīng)變分布，找到被拉伸部分光纖的應(yīng)變臨界長(zhǎng)度L0，即被拉伸光纖處于此長(zhǎng)度時(shí)，其應(yīng)變正好處于0應(yīng)變狀態(tài)，若拉伸部分光纖長(zhǎng)度小于L0，則光纖處于松弛狀態(tài)，過(guò)拉伸部分光纖長(zhǎng)度大于L0，則光纖處于受應(yīng)變狀態(tài)，但由于理論臨界狀態(tài)非常難以界定，一般以≤50με的應(yīng)變?yōu)榻咏鼰o(wú)應(yīng)變狀態(tài)，換算成布里淵頻移，則以≤2.5MHz可視為接近無(wú)應(yīng)變狀態(tài)；

步驟4：主控計(jì)算機(jī)根據(jù)被測(cè)光纖的作用區(qū)域長(zhǎng)度自動(dòng)確定標(biāo)定步進(jìn)距離；

步驟5：主控計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制第二電控位移臺(tái)增加移動(dòng)距離，令被測(cè)光纖受應(yīng)變部分產(chǎn)生應(yīng)變變化，在分析出的光纖應(yīng)變區(qū)域?qū)?yīng)位置的基礎(chǔ)上，讀取并記錄布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試的光纖應(yīng)變區(qū)域?qū)?yīng)的光纖應(yīng)變分布數(shù)據(jù)，移動(dòng)并測(cè)試N次后，N為大于等于1的自然數(shù)，獲得對(duì)應(yīng)的光纖長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)數(shù)組FL[1～N]及其對(duì)應(yīng)布里淵頻移數(shù)據(jù)數(shù)組BSC[1～N]；

步驟6：對(duì)數(shù)據(jù)FL[1～N]及BSC[1～N]進(jìn)行線性擬合，得到被測(cè)光纖的應(yīng)變系數(shù)FCS。

還包括標(biāo)定前調(diào)試的步驟：標(biāo)定裝置開(kāi)機(jī)、自檢、復(fù)位及歸零：主控計(jì)算機(jī)依次對(duì)雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置、電控位移臺(tái)控制器、布里淵光時(shí)域反射計(jì)進(jìn)行自檢；主控計(jì)算機(jī)控制電控位移臺(tái)控制器將第一電控位移臺(tái)及第二電控位移臺(tái)復(fù)位；雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置歸零。

所述步驟1中控制第一電控位移臺(tái)和第二電控位移臺(tái)移動(dòng)設(shè)定的光纖應(yīng)變區(qū)域長(zhǎng)度的距離的具體方法包括：

獲取光纖應(yīng)變區(qū)域長(zhǎng)度LT0；初始化控制第一電控位移臺(tái)移動(dòng)距離LT＝0；

然后控制第一電控位移臺(tái)每次增加移動(dòng)1mm，每移動(dòng)1mm判斷一次第一電控位移臺(tái)是否遇到限位開(kāi)關(guān)位，如果沒(méi)有遇到限位開(kāi)關(guān)那么通過(guò)雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置測(cè)量第一電控位移臺(tái)的移動(dòng)距離是否小于設(shè)定的獲取光纖應(yīng)變區(qū)域長(zhǎng)度LT0，如果小于那么繼續(xù)再控制第一電控位移臺(tái)增加移動(dòng)1mm，直到雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置讀取的讀數(shù)不小于LT0時(shí)，判斷如果等于LT0則移動(dòng)結(jié)束，如果不等于LT0，則控制控制第一電控位移臺(tái)后退1mm，然后控制第二電控位移臺(tái)每次移動(dòng)1μm，直到雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置測(cè)量的讀數(shù)為L(zhǎng)T0；

如果遇到限位開(kāi)關(guān)，再通過(guò)控制第二電控位移臺(tái)移動(dòng)，直到雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置測(cè)量的讀數(shù)為L(zhǎng)T0或者第二電控位移臺(tái)碰到限位開(kāi)關(guān)。

如果第一電控位移臺(tái)遇到限位開(kāi)關(guān)，通過(guò)控制第二電控位移臺(tái)移動(dòng)達(dá)到設(shè)定光纖應(yīng)變區(qū)域長(zhǎng)度的距離的方法為：

控制第二電控位移臺(tái)每次移動(dòng)增加1mm，每移動(dòng)1mm判斷一次是否遇到限位開(kāi)關(guān)位，如果沒(méi)有遇到限位開(kāi)關(guān)那么通過(guò)雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置測(cè)量第一電控位移臺(tái)的移動(dòng)距離與第二電控位移臺(tái)的移動(dòng)距離之和是否小于設(shè)定的獲取光纖應(yīng)變區(qū)域長(zhǎng)度LT0，如果小于那么繼續(xù)再控制第二電控位移臺(tái)增加移動(dòng)1mm，直到雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置讀取的讀數(shù)不小于LT0時(shí)，如果等于LT0則移動(dòng)結(jié)束，如果不等于LT0，則控制第二電控位移臺(tái)后退1mm，然后控制第二電控位移臺(tái)每次移動(dòng)1μm，直到雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置測(cè)量的讀數(shù)為L(zhǎng)T0。

所述步驟2具體方法為：

步驟201：獲取光纖長(zhǎng)度FL；

步驟202：與布里淵光時(shí)域反射計(jì)通信，設(shè)置測(cè)量參數(shù)；

步驟203：布里淵光時(shí)域反射計(jì)開(kāi)始測(cè)試；

步驟204：等待0.1s；

步驟205：查詢布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試是否完畢：是，則進(jìn)行步驟206；否，則返回步驟204；

步驟206：讀取布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)組D[0～M]，其中M為布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；

步驟207：將D[0～M]賦值到測(cè)試基線數(shù)據(jù)數(shù)組DB0[0～M]；

步驟208：測(cè)試次數(shù)N＝0，數(shù)據(jù)異常次數(shù)EN＝0；

步驟209：控制第二電控位移臺(tái)增加移動(dòng)0.5mm；

步驟210：布里淵光時(shí)域反射計(jì)開(kāi)始測(cè)試；

步驟211：等待0.1s；

步驟212：查詢布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試是否完畢：是，則進(jìn)行步驟213；否，則返回步驟211；

步驟213：讀取布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)組D[0～M]，其中M為布里淵光時(shí)域反射計(jì)光纖長(zhǎng)度范圍內(nèi)測(cè)試數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；

步驟214：將D[0～M]賦值到測(cè)試比較數(shù)據(jù)數(shù)組DB1[0～M]；

步驟215：計(jì)算差分?jǐn)?shù)據(jù)DDB[0～M]＝DB1[0～M]-DB0[0～M]；

步驟216：將DDB[0～M]中所有值小于0的元素全部替換為0；

步驟217：將DDB[0～M]賦值到DDBM[N][0～M]中；

步驟218：判斷N是否大于2：是，則進(jìn)行步驟219；否，則進(jìn)行步驟220；

步驟219：將DDBM[N][0～M]，DDBM[N-1][0～M]，DDBM[N-2][0～M]取并集，得DDBMT[0～M]＝DDBM[N][0～M]∪DDBM[N-1][0～M]∪DDBM[N-2][0～M]；

步驟220：測(cè)試次數(shù)N＝N+1，返回步驟209；

步驟221：計(jì)算DDBMT[0～M]中所有值大于0的元素的個(gè)數(shù)DDBMTN；

步驟222：判斷DDBMTN是否大于等于1：是，則進(jìn)行步驟223；否，則進(jìn)行步驟224；

步驟223：判斷DDBMTN是否等于1：是，則轉(zhuǎn)至步驟232；否，則轉(zhuǎn)至步驟225；

步驟224：判斷N是否小于60：是，則返回步驟220；否，則轉(zhuǎn)至步驟234；

步驟225：對(duì)DDBMT[0～M]進(jìn)行相鄰合并計(jì)算；

步驟226：循環(huán)計(jì)數(shù)I＝0；

步驟227：如果DDBMT[I]>0且DDBMT[I+1]>0，則DDBMT[I]賦值為0；

步驟228：判斷I是否大于等于M-1：是，則進(jìn)行步驟229；否，則進(jìn)行步驟230；

步驟229：重新計(jì)算DDBMT[0～M]中所有值大于0的元素的個(gè)數(shù)DDBMTN；

步驟230：循環(huán)計(jì)數(shù)I＝I+1；

步驟231：判斷DDBMTN是否等于1：是，則進(jìn)行步驟232；否，則返回步驟224；

步驟232：查詢DDBMTN[0～M]中值大于0的元素對(duì)應(yīng)的光纖距離FD；

步驟233：測(cè)試結(jié)束，返回FD；

步驟234：測(cè)試參數(shù)有誤，測(cè)試結(jié)束。

所述步驟3的具體方法為：

步驟301：讀取輸入的光纖無(wú)應(yīng)變頻移FB0，典型值可為10.6GHz；

步驟302：獲取光纖應(yīng)變區(qū)域?qū)?yīng)距離FD；

步驟303：與布里淵光時(shí)域反射計(jì)通信，設(shè)置測(cè)量參數(shù)；

步驟304：布里淵光時(shí)域反射計(jì)開(kāi)始測(cè)試；

步驟305：等待0.1s；

步驟306：查詢布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試是否完畢：是，則進(jìn)行步驟307；否，則返回步驟305；

步驟307：讀取布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)中FD對(duì)應(yīng)位置的布里淵譜中心頻移BSCF；

步驟308：判斷BSCF是否大于設(shè)定值：是，則進(jìn)行步驟310；否，則進(jìn)行步驟309；

步驟309：控制高精度電控位移臺(tái)增加移動(dòng)0.1mm，返回步驟304；

步驟310：控制高精度電控位移臺(tái)退回5μm；

步驟311：布里淵光時(shí)域反射計(jì)開(kāi)始測(cè)試；

步驟312：等待0.1s；

步驟313：查詢布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試是否完畢：是，則進(jìn)行步驟314；否，則返回步驟312；

步驟314：讀取布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)中FD對(duì)應(yīng)位置的布里淵譜中心頻移BSCF；

步驟315：判斷BSCF是否小于設(shè)定值：是，則進(jìn)行步驟316；否，則返回步驟310；

步驟316：讀取雙頻激光干涉儀數(shù)據(jù)LL；

步驟317：光纖的作用區(qū)域長(zhǎng)度L0賦值為L(zhǎng)L；

步驟318：返回L0。

所述步驟中的設(shè)定值為308FB0+50MHz，所述步驟中的設(shè)定值為315FB0+0.5MHz。

所述步驟4中，標(biāo)定步進(jìn)距離的確定原則如下表所示：

所述步驟5的具體步驟為：

步驟501：獲取標(biāo)定步進(jìn)距離SL；

步驟502：獲取光纖應(yīng)變區(qū)域?qū)?yīng)的光纖長(zhǎng)度FD；

步驟503：初始化測(cè)試計(jì)數(shù)I＝1；

步驟504：初始化移動(dòng)距離D＝0；

步驟505：與布里淵光時(shí)域反射計(jì)通信，設(shè)置測(cè)量參數(shù)；

步驟506：布里淵光時(shí)域反射計(jì)開(kāi)始測(cè)試；

步驟507：等待0.1s；

步驟508：查詢布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試是否完畢：是，則進(jìn)行步驟509；否，則返回步驟507；

步驟509：讀取布里淵光時(shí)域反射計(jì)測(cè)試數(shù)據(jù)中FD對(duì)應(yīng)位置的布里淵譜中心頻移BSCF；

步驟510：將FL[I]賦值為D，BSC[I]賦值為BSCF；

步驟511：判斷BSCF是否大于設(shè)定值：是，則進(jìn)行步驟512；否，則進(jìn)行步驟513；

步驟512：測(cè)試次數(shù)N賦值為I，轉(zhuǎn)至步驟517；

步驟513：判斷I是否大于100：是，則轉(zhuǎn)至步驟517；否，則進(jìn)行514；

步驟514：D＝D+SL；

步驟515：I＝I+1；

步驟516：控制高精度電控位移臺(tái)增加移動(dòng)SL，返回步驟506；

步驟517：測(cè)試結(jié)束，輸出BSCF[1～N]，F(xiàn)L[1～N]。

所述步驟511中的設(shè)定值為FB0+400MHz。

本發(fā)明的有益效果：

(1)實(shí)現(xiàn)了光纖應(yīng)變系數(shù)全自動(dòng)標(biāo)定，提高了標(biāo)定效率；

(2)提高了光纖應(yīng)變系數(shù)的標(biāo)定精度，降低了標(biāo)定誤差；

(3)本裝置及標(biāo)定方法可溯源。

附圖說(shuō)明

圖1為自動(dòng)標(biāo)定裝置示意圖；

圖2(a)為步驟103自動(dòng)標(biāo)定裝置復(fù)位示意圖；圖2(b)為步驟110自動(dòng)標(biāo)定裝置尋找光纖無(wú)應(yīng)變臨界狀態(tài)示意圖；圖2(c)為步驟113自動(dòng)標(biāo)定裝置為光纖施加應(yīng)變示意圖；

圖3為粗略光纖應(yīng)變區(qū)域長(zhǎng)度LT0移動(dòng)流程示意圖；

圖4為光纖作用區(qū)域位置FD確定流程示意圖；

圖5為光纖作用長(zhǎng)度分析流程示意圖；

圖6標(biāo)定過(guò)程示意圖；

其中，1雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)光路，2全反射裝置，3右?jiàn)A具承載平臺(tái)，4右側(cè)夾具，5左側(cè)夾具，6高精度電控位移臺(tái)，7長(zhǎng)距離電控位移臺(tái)，8高精度電控位移臺(tái)移動(dòng)平臺(tái)，9雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置，10雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置控制器，11布里淵光時(shí)域反射計(jì)(BOTDR)，12主控計(jì)算機(jī)，13電控位移臺(tái)控制器，14被測(cè)光纖受應(yīng)變部分。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種光纖應(yīng)變系數(shù)自動(dòng)標(biāo)定裝置，包括第一電控位移臺(tái)即圖中的長(zhǎng)距離電控位移臺(tái)7，第一電控位移臺(tái)上設(shè)有第一夾具承載平臺(tái)即圖中的右?jiàn)A具承載平臺(tái)3，所述第一電控位移臺(tái)上設(shè)有能相對(duì)移動(dòng)的第二電控位移臺(tái)即圖中的高精度電控位移臺(tái)6，第二電控位移臺(tái)上還設(shè)有高精度電控位移臺(tái)移動(dòng)平臺(tái)8，高精度電控位移臺(tái)移動(dòng)平臺(tái)8上設(shè)有第二夾具承載平臺(tái)即圖中的左夾具承載平臺(tái)5，右?jiàn)A具承載平臺(tái)3和左夾具承載平臺(tái)5上分別設(shè)有右側(cè)夾具4和左側(cè)夾具5，雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置9發(fā)出的雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)光路1，經(jīng)全反射裝置2反射回到發(fā)射點(diǎn)，雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置9與雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置控制器10連接，用于測(cè)量光纖的長(zhǎng)度，布里淵光時(shí)域反射計(jì)11測(cè)試光纖的中心頻移分布曲線，第一電控位移臺(tái)和第二電控位移臺(tái)都與電控位移臺(tái)控制器13通信，電控位移臺(tái)控制器與主控計(jì)算機(jī)12通信，所述第一電控位移臺(tái)和第二電控位移臺(tái)上都設(shè)有限位開(kāi)關(guān)位，限位開(kāi)關(guān)位于第一電控位移臺(tái)和第二電控位移臺(tái)上不可移動(dòng)的部分，不會(huì)隨著位移臺(tái)一起移動(dòng)。

其中：高精度電控位移臺(tái)6最大移動(dòng)距離≤0.5m，移動(dòng)精度≤3μm；長(zhǎng)距離電控位移臺(tái)7最大移動(dòng)距離≥1m，移動(dòng)精度≤10μm。

一種光纖應(yīng)變系數(shù)自動(dòng)標(biāo)定方法，

步驟101：將雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置、雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置控制器、電控位移臺(tái)控制器、主控計(jì)算機(jī)及布里淵光時(shí)域反射計(jì)全部開(kāi)機(jī)；

步驟102：主控計(jì)算機(jī)依次對(duì)雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置、雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置控制器、電控位移臺(tái)控制器、布里淵光時(shí)域反射計(jì)進(jìn)行自檢；

步驟103：主控計(jì)算機(jī)控制電控位移臺(tái)控制器13將高精度電控位移臺(tái)6及長(zhǎng)距離電控位移臺(tái)7復(fù)位，如圖2(a)所示；

步驟104：主控計(jì)算機(jī)將雙頻激光干涉測(cè)長(zhǎng)裝置控制器10歸零；

步驟105：控制主控計(jì)算機(jī)進(jìn)入粘貼光纖流程，輸入粗略光纖應(yīng)變區(qū)域長(zhǎng)度LT0，輸入光纖無(wú)應(yīng)變頻移FB0，F(xiàn)B0值應(yīng)在9.0～13.0GHz之間，典型值可為10.6GHz，由控制程序控制長(zhǎng)距離電控位移臺(tái)和高精度電控位移臺(tái)移動(dòng)距離LT0，LT0典型值為1.0m～1.5m，詳細(xì)流程如圖3所示。

步驟106：將被測(cè)光纖拉直固定在左側(cè)夾具和右側(cè)夾具上，左側(cè)夾具與右側(cè)夾具之間的部分即為被測(cè)光纖受應(yīng)變部分14；

步驟107：輸入光纖長(zhǎng)度FL，光纖折射率FIR；

步驟108：控制主控計(jì)算機(jī)開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)定；

步驟109：主控程序通過(guò)控制長(zhǎng)距離電控位移臺(tái)、高精度電控位移臺(tái)上的高精度電控位移臺(tái)移動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)，令被測(cè)光纖產(chǎn)生應(yīng)變變化，利用BOTDR測(cè)試光纖應(yīng)變分布，尋找光纖應(yīng)變區(qū)域?qū)?yīng)的光纖長(zhǎng)度FD，詳細(xì)流程如圖4所示。

步驟110：主控程序通過(guò)控制高精度電控位移臺(tái)上的高精度電控位移臺(tái)移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)，利用BOTDR測(cè)試光纖應(yīng)變分布，先令被測(cè)光纖拉緊應(yīng)變?cè)黾?，再逐步減小拉伸距離，直至光纖接近無(wú)應(yīng)變狀態(tài)，從而尋找到被測(cè)光纖的作用區(qū)域長(zhǎng)度L0，自動(dòng)標(biāo)定裝置狀態(tài)如圖2(b)所示，詳細(xì)流程如圖5所示，被拉伸部分光纖的應(yīng)變臨界長(zhǎng)度L0，即被拉伸光纖處于此長(zhǎng)度時(shí)，其應(yīng)變正好處于0應(yīng)變狀態(tài)，若拉伸部分光纖長(zhǎng)度小于L0，則光纖處于松弛狀態(tài)，過(guò)拉伸部分光纖長(zhǎng)度大于L0，則光纖處于受應(yīng)變狀態(tài)，但由于理論臨界狀態(tài)非常難以界定，一般以≤50με的應(yīng)變?yōu)榻咏鼰o(wú)應(yīng)變狀態(tài)，換算成布里淵頻移，則以≤2.5MHz可視為接近無(wú)應(yīng)變狀態(tài)。

步驟111：根據(jù)被測(cè)光纖的作用區(qū)域長(zhǎng)度確定標(biāo)定步進(jìn)距離SL，SL確定原則如表1中所示；

步驟112：主控程序控制高精度電控位移臺(tái)增加移動(dòng)距離，自動(dòng)標(biāo)定裝置狀態(tài)如圖2(c)所示，控制BOTDR測(cè)試光纖應(yīng)變分布，讀取FD距離對(duì)應(yīng)的布里淵頻移數(shù)據(jù)，移動(dòng)并測(cè)試N次后，獲得對(duì)應(yīng)的測(cè)試距離數(shù)據(jù)數(shù)組FL[1～N]及其對(duì)應(yīng)布里淵頻移數(shù)據(jù)數(shù)組BSC[1～N]，詳細(xì)流程如圖6所示；

步驟113：對(duì)數(shù)據(jù)FL[1～N]及BSC[1～N]進(jìn)行線性擬合，從而得到被測(cè)光纖的應(yīng)變系數(shù)FCS；

步驟114：主控程序輸出應(yīng)變系數(shù)FCS，應(yīng)變標(biāo)定結(jié)束。

步驟105詳細(xì)流程如下：

步驟10501：獲取LT0；

步驟10502：移動(dòng)距離LT＝0；

步驟10503：與電控位移臺(tái)控制器通信；

步驟10504：控制長(zhǎng)距離電控位移臺(tái)增加移動(dòng)1mm；

步驟10505：讀取長(zhǎng)距離電控位移臺(tái)限位開(kāi)關(guān)信息，是否遇到限位開(kāi)關(guān)。是，則進(jìn)行步驟10506；否，則進(jìn)行步驟10507；

步驟10506：控制高精度電控位移臺(tái)增加移動(dòng)1mm，轉(zhuǎn)至步驟10518；

步驟10507：讀取雙頻激光干涉儀數(shù)據(jù)LL；

步驟10508：判斷LL是否小于LT0；是，則返回步驟10504；否，則進(jìn)行步驟10509；

步驟10509：判斷LL是否等于LT0，是，則轉(zhuǎn)至步驟10524；否，則進(jìn)行步驟10510；

步驟10510：控制長(zhǎng)距離電控位移臺(tái)退回1mm；

步驟10511：控制高精度電控位移臺(tái)增加移動(dòng)10μm；

步驟10512：讀取雙頻激光干涉儀數(shù)據(jù)LL；

步驟10513：判斷LL是否小于LT0：是，則返回步驟10511；否，則進(jìn)行步驟10514；

步驟10514：判斷LL是否等于LT0：是，則轉(zhuǎn)至步驟10524；否，則進(jìn)行步驟10515；

步驟10515：控制長(zhǎng)距離電控位移臺(tái)退回10μm；

步驟10516：讀取雙頻激光干涉儀數(shù)據(jù)LL；

步驟10517：判斷LL是否小于LT0：是，則返回步驟10515；否，則轉(zhuǎn)至步驟10524；

步驟10518：讀取高精度電控位移臺(tái)限位開(kāi)關(guān)信息，是否遇到限位開(kāi)關(guān)：是，則轉(zhuǎn)至步驟10523；否，則進(jìn)行步驟10519；

步驟10519：讀取雙頻激光干涉儀數(shù)據(jù)LL；

步驟10520：判斷LL是否小于LT0：是，則返回步驟10506；否，則進(jìn)行步驟10521；

步驟10521：判斷LL是否等于LT0：是，則轉(zhuǎn)至步驟10524；否，則進(jìn)行步驟10522；

步驟10522：控制高精度電控位移臺(tái)退回1mm，返回步驟10511；

步驟10523：長(zhǎng)度LT0超過(guò)電控位移臺(tái)總移動(dòng)范圍，移動(dòng)出錯(cuò)；

步驟10524：移動(dòng)完畢。

步驟109詳細(xì)流程如下：

步驟10901：獲取光纖長(zhǎng)度FL；

步驟10902：與BOTDR通信，設(shè)置測(cè)量參數(shù)；

步驟10903：BOTDR開(kāi)始測(cè)試；

步驟10904：等待0.1s；

步驟10905：查詢BOTDR測(cè)試是否完畢：是，則進(jìn)行步驟10906；否，則返回步驟10904；

步驟10906：讀取BOTDR測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)組D[0～M]，其中M為BOTDR測(cè)試數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；

步驟10907：將D[0～M]賦值到測(cè)試基線數(shù)據(jù)數(shù)組DB0[0～M]；

步驟10908：測(cè)試次數(shù)N＝0，數(shù)據(jù)異常次數(shù)EN＝0；

步驟10909：控制高精度電控位移臺(tái)增加移動(dòng)0.5mm；

步驟10910：BOTDR開(kāi)始測(cè)試；

步驟10911：等待0.1s；

步驟10912：查詢BOTDR測(cè)試是否完畢：是，則進(jìn)行步驟10913；否，則返回步驟10911；

步驟10913：讀取BOTDR測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)組D[0～M]，其中M為BOTDR光纖長(zhǎng)度范圍內(nèi)測(cè)試數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；

步驟10914：將D[0～M]賦值到測(cè)試比較數(shù)據(jù)數(shù)組DB1[0～M]；

步驟10915：計(jì)算差分?jǐn)?shù)據(jù)DDB[0～M]＝DB1[0～M]-DB0[0～M]；

步驟10916：將DDB[0～M]中所有值小于0的元素全部替換為0；

步驟10917：將DDB[0～M]賦值到DDBM[N][0～M]中；

步驟10918：判斷N是否大于2：是，則進(jìn)行步驟10919；否，則進(jìn)行步驟10920；

步驟10919：將DDBM[N][0～M]，DDBM[N-1][0～M]，DDBM[N-2][0～M]取并集，得DDBMT[0～M]＝DDBM[N][0～M]∪DDBM[N-1][0～M]∪DDBM[N-2][0～M]；

步驟10920：測(cè)試次數(shù)N＝N+1，返回步驟10909；

步驟10921：計(jì)算DDBMT[0～M]中所有值大于0的元素的個(gè)數(shù)DDBMTN；

步驟10922：判斷DDBMTN是否大于等于1：是，則進(jìn)行步驟10923；否，則進(jìn)行步驟10924；

步驟10923：判斷DDBMTN是否等于1：是，則轉(zhuǎn)至步驟10932；否，則轉(zhuǎn)至步驟10925；

步驟10924：判斷N是否小于60：是，則返回步驟10920；否，則轉(zhuǎn)至步驟10934；

步驟10925：對(duì)DDBMT[0～M]進(jìn)行相鄰合并計(jì)算；

步驟10926：循環(huán)計(jì)數(shù)I＝0；

步驟10927：如果DDBMT[I]>0且DDBMT[I+1]>0，則DDBMT[I]賦值為0；

步驟10928：判斷I是否大于等于M-1：是，則進(jìn)行步驟10929；否，則進(jìn)行步驟10930；

步驟10929：重新計(jì)算DDBMT[0～M]中所有值大于0的元素的個(gè)數(shù)DDBMTN；

步驟10930：循環(huán)計(jì)數(shù)I＝I+1；

步驟10931：判斷DDBMTN是否等于1：是，則進(jìn)行步驟10932；否，則返回步驟10924；

步驟10932：查詢DDBMTN[0～M]中值大于0的元素對(duì)應(yīng)的光纖距離FD；

步驟10933：測(cè)試結(jié)束，返回FD；

步驟10934：測(cè)試參數(shù)有誤，測(cè)試結(jié)束。

步驟110詳細(xì)流程如下：

步驟11001：讀取光纖無(wú)應(yīng)變頻移FB0；

步驟11002：獲取光纖應(yīng)變區(qū)域?qū)?yīng)距離FD；

步驟11003：與BOTDR通信，設(shè)置測(cè)量參數(shù)；

步驟11004：BOTDR開(kāi)始測(cè)試；

步驟11005：等待0.1s；

步驟11006：查詢BOTDR測(cè)試是否完畢：是，則進(jìn)行步驟11007；否，則返回步驟11005；

步驟11007：讀取BOTDR測(cè)試數(shù)據(jù)中FD對(duì)應(yīng)位置的布里淵譜中心頻移BSCF；

步驟11008：判斷BSCF是否大于FB0+50MHz：是，則進(jìn)行步驟11010；否，則進(jìn)行步驟11009；

步驟11009：控制高精度電控位移臺(tái)增加移動(dòng)0.1mm，返回步驟11004；

步驟11010：控制高精度電控位移臺(tái)退回5μm；

步驟11011：BOTDR開(kāi)始測(cè)試；

步驟11012：等待0.1s；

步驟11013：查詢BOTDR測(cè)試是否完畢：是，則進(jìn)行步驟11014；否，則返回步驟11012；

步驟11014：讀取BOTDR測(cè)試數(shù)據(jù)中FD對(duì)應(yīng)位置的布里淵譜中心頻移BSCF；

步驟11015：判斷BSCF是否小于FB0+0.5MHz：是，則進(jìn)行步驟11016；否，則返回步驟11010；

步驟11016：讀取雙頻激光干涉儀數(shù)據(jù)LL；

步驟11017：光纖的作用區(qū)域長(zhǎng)度L0賦值為L(zhǎng)L；

步驟11018：返回L0。

在步驟111中，SL的確定原則如表1所示。

表1標(biāo)定步進(jìn)距離SL確定原則

步驟112詳細(xì)流程如下：

步驟11201：獲取標(biāo)定步進(jìn)距離SL；

步驟11202：獲取光纖應(yīng)變區(qū)域?qū)?yīng)距離FD；

步驟11203：初始化測(cè)試計(jì)數(shù)I＝1；

步驟11204：初始化移動(dòng)距離D＝0；

步驟11205：與BOTDR通信，設(shè)置測(cè)量參數(shù)；

步驟11206：BOTDR開(kāi)始測(cè)試；

步驟11207：等待0.1s；

步驟11208：查詢BOTDR測(cè)試是否完畢：是，則進(jìn)行步驟11209；否，則返回步驟11207；

步驟11209：讀取BOTDR測(cè)試數(shù)據(jù)中FD對(duì)應(yīng)位置的布里淵譜中心頻移BSCF；

步驟11210：將FL[I]賦值為D，BSC[I]賦值為BSCF；

步驟11211：判斷BSCF是否大于FB0+400MHz：是，則進(jìn)行步驟11212；否，則進(jìn)行步驟11213；

步驟11212：測(cè)試次數(shù)N賦值為I，轉(zhuǎn)至步驟11217；

步驟11213：判斷I是否大于100：是，則轉(zhuǎn)至步驟11217；否，則進(jìn)行11214；

步驟11214：D＝D+SL；

步驟11215：I＝I+1；

步驟11216：控制高精度電控位移臺(tái)增加移動(dòng)SL，返回步驟11206；

步驟11217：測(cè)試結(jié)束，輸出BSCF[1～N]，F(xiàn)L[1～N]。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。