本發(fā)明涉及光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光纖采樣信號(hào)的濾波方法及裝置、光纖測(cè)溫方法及裝置。

背景技術(shù)：

分布光纖溫度傳感系統(tǒng)通過(guò)光纖對(duì)遠(yuǎn)處的一個(gè)空間各個(gè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，主要應(yīng)用于油庫(kù)、煤礦、軍火庫(kù)、地下商場(chǎng)、隧道、大中型變壓器和電纜溝等的測(cè)溫，并可通過(guò)監(jiān)測(cè)溫度變化達(dá)到溫度報(bào)警。相比于傳統(tǒng)測(cè)溫技術(shù)，具有準(zhǔn)確、安全、高效等技術(shù)特點(diǎn)。

目前主流分布式光纖溫度傳感系統(tǒng)(DTS，Distributed Temperature Sensing)基于光纖拉曼(Raman)散射現(xiàn)象，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量沿光纖方向空間場(chǎng)溫度。其原理是高功率窄脈寬激光光源發(fā)射一系列脈沖光，通過(guò)拉曼波分復(fù)用器(WDM，Wavelength Division Multiplexing)將脈沖光耦合進(jìn)入傳感光纖并接收光纖后向拉曼散射光譜，再對(duì)得到的光信號(hào)進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)處理，以得到溫度信號(hào)。

信號(hào)采集和數(shù)據(jù)處理是分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng)的核心，信號(hào)中的噪聲決定了整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量精度，空間分辨率，采集速度及最終的請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間。因此，得到含有溫度信息的有用信號(hào)就顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光纖采樣信號(hào)的濾波方法及裝置、光纖測(cè)溫方法及裝置，能夠提高濾波的穩(wěn)定性和精度，有效提高了去噪的效果。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種光纖采樣信號(hào)的濾波方法，該濾波方法包括：采用權(quán)值w(n)對(duì)光纖采樣信號(hào)X(n)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到輸出信號(hào)Y(n)；對(duì)比輸出信號(hào)Y(n)與期望輸出信號(hào)D(n)，以得到估計(jì)誤差E(n)；判斷估計(jì)誤差E(n)是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)要求；若否，則根據(jù)光纖采樣信號(hào)X(n)以及估計(jì)誤差E(n)，對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正，并采用修正后的權(quán)值，再次執(zhí)行上述步驟；若是，則將輸出信號(hào)Y(n)作為濾波后的光纖采樣信號(hào)。

其中，根據(jù)光纖采樣信號(hào)X(n)以及估計(jì)誤差E(n)，對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正，具體為：采用以下公式對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正，以得到修正后的權(quán)值w(n+1)：w(n+1)＝w(n)+μ(n)×X(n)×E(n)；其中，μ(n)為預(yù)設(shè)步長(zhǎng)參數(shù)。

其中，步長(zhǎng)參數(shù)μ(n)采用以下公式計(jì)算得到：其中，α為調(diào)整因子，μ₀為步長(zhǎng)參數(shù)的初始值。

其中，調(diào)整因子α的取值范圍是：0.9≤α≤1。

其中，對(duì)比輸出信號(hào)Y(n)與期望輸出信號(hào)D(n)，以得到估計(jì)誤差E(n)，具體為：采用以下公式計(jì)算得到估計(jì)誤差E(n)：E(n)＝D(n)-Y(n)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種光纖測(cè)溫方法，該測(cè)溫方法包括：向光纖通入光信號(hào)并采集反射的光纖反射信號(hào)；將光纖反射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，作為光纖采樣信號(hào)；采用如上的濾波方法對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波；對(duì)濾波后得到的信號(hào)進(jìn)行處理，以獲得對(duì)應(yīng)的光纖溫度信號(hào)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種濾波裝置，該濾波裝置包括：輸入模塊，用于接收光纖采樣信號(hào)；加權(quán)模塊，用于采用權(quán)值w(n)對(duì)光纖采樣信號(hào)X(n)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到輸出信號(hào)Y(n)；對(duì)比模塊，用于對(duì)比輸出信號(hào)Y(n)與期望輸出信號(hào)D(n)，以得到估計(jì)誤差E(n)；判斷模塊，用于判斷估計(jì)誤差E(n)是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)要求；修正模塊，用于在判斷模塊的判斷結(jié)果為否時(shí)，根據(jù)光纖采樣信號(hào)X(n)以及估計(jì)誤差E(n)，對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正，以使加權(quán)模塊采用修正后的權(quán)值，再次進(jìn)行加權(quán)計(jì)算；輸出模塊，用于在判斷模塊的判斷結(jié)果為是時(shí)，將輸出信號(hào)Y(n)作為濾波后的光纖采樣信號(hào)，并輸出。

其中，修正模塊具體用于采用以下公式對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正，以得到修正后的權(quán)值w(n+1)：w(n+1)＝w(n)+μ(n)×X(n)×E(n)；其中，μ(n)為預(yù)設(shè)步長(zhǎng)參數(shù)。

其中，步長(zhǎng)參數(shù)μ(n)采用以下公式計(jì)算得到：其中，α為調(diào)整因子，μ₀為步長(zhǎng)參數(shù)的初始值。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種光纖測(cè)溫系統(tǒng)，該測(cè)溫系統(tǒng)包括：光信號(hào)收發(fā)器，用于向光纖通入光信號(hào)并采集反射的光纖反射信號(hào)；光電轉(zhuǎn)換裝置，用于將光纖反射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，作為光纖采樣信號(hào)；濾波裝置，用于對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波；其中，濾波裝置是如上的濾波裝置；數(shù)據(jù)處理器，用于對(duì)濾波后得到的信號(hào)進(jìn)行處理，以獲得對(duì)應(yīng)的光纖溫度信號(hào)。

本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的光纖采樣信號(hào)的濾波方法包括：采用權(quán)值w(n)對(duì)光纖采樣信號(hào)X(n)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到輸出信號(hào)Y(n)；對(duì)比輸出信號(hào)Y(n)與期望輸出信號(hào)D(n)，以得到估計(jì)誤差E(n)；判斷估計(jì)誤差E(n)是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)要求；若否，則根據(jù)光纖采樣信號(hào)X(n)以及估計(jì)誤差E(n)，對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正，并采用修正后的權(quán)值，再次執(zhí)行上述步驟；若是，則將輸出信號(hào)Y(n)作為濾波后的光纖采樣信號(hào)。通過(guò)上述方式，能夠提高濾波的穩(wěn)定性和精度，有效提高了去噪的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明光纖采樣信號(hào)的濾波方法一實(shí)施方式的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明光纖采樣信號(hào)的濾波方法一實(shí)施方式的系統(tǒng)框圖；

圖3是本發(fā)明濾波裝置一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明光纖測(cè)溫方法一實(shí)施方式的流程示意圖；

圖5是本發(fā)明光纖測(cè)溫系統(tǒng)第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明光纖測(cè)溫系統(tǒng)第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參閱圖1，圖1是本發(fā)明光纖采樣信號(hào)的濾波方法一實(shí)施方式的流程示意圖，該方法包括：

S11：采用權(quán)值w(n)對(duì)光纖采樣信號(hào)X(n)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到輸出信號(hào)Y(n)。

具體地，可以采用以下系統(tǒng)函數(shù)對(duì)采樣信號(hào)X(n)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算：

Y(n)＝w(n)×X(n)；

其中，該權(quán)值w(n)的初始值可以是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)先設(shè)置的。例如，可以是根據(jù)歷史對(duì)光纖信號(hào)進(jìn)行濾波時(shí)采用的權(quán)值。

其中，可以理解的，其中的輸入信號(hào)、輸出信號(hào)以及權(quán)值，均可以是向量的形式。

S12：對(duì)比輸出信號(hào)Y(n)與期望輸出信號(hào)D(n)，以得到估計(jì)誤差E(n)。

具體地，可以采用以下公式計(jì)算得到估計(jì)誤差E(n)：

E(n)＝D(n)-Y(n)。

S13：判斷估計(jì)誤差E(n)是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)要求。

在步驟S13中，若判斷結(jié)果為否，則進(jìn)行S14，若判斷結(jié)果為是，則進(jìn)行S15。

具體地，可以判斷估計(jì)誤差E(n)是否在預(yù)設(shè)的閾值范圍內(nèi)，例如判斷其是否是小于某一個(gè)預(yù)設(shè)的閾值。在估計(jì)誤差E(n)足夠小時(shí)，可以認(rèn)為輸出信號(hào)Y(n)與期望輸出信號(hào)D(n)的差距不大，可以作為濾波后的輸出信號(hào)，若估計(jì)誤差E(n)較大，則需要對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正。

S14：根據(jù)光纖采樣信號(hào)X(n)以及估計(jì)誤差E(n)，對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正。

在權(quán)值修正以后，采用修正后的權(quán)值，再次從S11開(kāi)始循環(huán)執(zhí)行上述步驟。

具體如圖2所示，在濾波過(guò)程中引入一個(gè)自適應(yīng)的權(quán)值修正過(guò)程，則該濾波過(guò)程具體包括以下三個(gè)基本部分：

(1)濾波過(guò)程：

計(jì)算通過(guò)輸入信號(hào)X(n)時(shí)濾波器的輸出響應(yīng)Y(n)。

(2)對(duì)比過(guò)程：

通過(guò)比較輸出響應(yīng)Y(n)與期望響應(yīng)D(n)產(chǎn)生估計(jì)誤差E(n)。

(3)自適應(yīng)過(guò)程：

根據(jù)估計(jì)誤差E(n)自動(dòng)調(diào)整濾波器自身權(quán)值w(n)。

可選的，在一實(shí)施方式中，在對(duì)權(quán)值w(n)調(diào)整時(shí)，可以根據(jù)預(yù)設(shè)的偏移值進(jìn)行有規(guī)律的調(diào)整，例如可以按照一定的百分比每次增加或減少。

可選的，在另一實(shí)施方式中，可以采用以下公式對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正，以得到修正后的權(quán)值w(n+1)：

w(n+1)＝w(n)+μ(n)×X(n)×E(n)；

其中，μ(n)為預(yù)設(shè)步長(zhǎng)參數(shù)。

其中，在每次修正時(shí)，均需要對(duì)μ(n)進(jìn)行改變，以使得到的權(quán)值滿(mǎn)足要求。例如，可以在第一次將μ(n)設(shè)置為最大步長(zhǎng)，在以后的調(diào)節(jié)過(guò)程中，每次相應(yīng)的減小步長(zhǎng)，具體減小的程度可以根據(jù)情況而定。

可選的，在一具體的實(shí)施方式中，步長(zhǎng)參數(shù)μ(n)采用以下公式計(jì)算得到：

其中，α為調(diào)整因子，μ₀為步長(zhǎng)參數(shù)的初始值。

可以理解的，μ₀為最大步長(zhǎng)，因此，當(dāng)n＝1時(shí)，μ(n)＝αμ₀，所以調(diào)整因子α應(yīng)當(dāng)是一個(gè)不大于1的系數(shù)，但是考慮步長(zhǎng)的收斂不宜過(guò)快，可以將調(diào)整因子α設(shè)置為一個(gè)接近于1的數(shù)字。

可選的，在一實(shí)施方式中，調(diào)整因子α的取值范圍是：0.9≤α≤1。

當(dāng)n不斷變大，的值會(huì)不斷變小，則步長(zhǎng)參數(shù)μ(n)也會(huì)變小。

下面以一個(gè)具體的例子對(duì)上述濾波過(guò)程進(jìn)行介紹：

我們假設(shè)每1ms進(jìn)行一次信號(hào)采樣，即n＝1為第1ms，n＝2為第2ms，以此類(lèi)推。

在n＝1時(shí)，輸入信號(hào)為X(1)，此時(shí)，權(quán)值w(1)可以是預(yù)設(shè)的定值，例如，w(1)＝1。根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)Y(1)＝w(1)×X(1)，計(jì)算輸出響應(yīng)Y(1)。

在n＝2時(shí)，輸入信號(hào)為X(2)，此時(shí)，權(quán)值w(2)則需要通過(guò)公式w(n+1)＝w(n)+μ(n)×X(n)×E(n)計(jì)算得到，這里計(jì)算結(jié)果為：

w(2)＝w(1)+αμ₀×X(1)×E(1)；

其中的E(1)＝D(n)-Y(1)；

然后將w(2)代入統(tǒng)函數(shù)Y(2)＝w(2)×X(2)，計(jì)算得到輸出響應(yīng)Y(2)。

在以后的循環(huán)中，可以類(lèi)似參照n＝2時(shí)的計(jì)算原理和步驟，這里不再贅述。

S15：將輸出信號(hào)Y(n)作為濾波后的光纖采樣信號(hào)。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施方式的光纖采樣信號(hào)的濾波方法包括：采用權(quán)值w(n)對(duì)光纖采樣信號(hào)X(n)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到輸出信號(hào)Y(n)；對(duì)比輸出信號(hào)Y(n)與期望輸出信號(hào)D(n)，以得到估計(jì)誤差E(n)；判斷估計(jì)誤差E(n)是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)要求；若否，則根據(jù)光纖采樣信號(hào)X(n)以及估計(jì)誤差E(n)，對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正，并采用修正后的權(quán)值，再次執(zhí)行上述步驟；若是，則將輸出信號(hào)Y(n)作為濾波后的光纖采樣信號(hào)。通過(guò)上述方式，能夠提高濾波的穩(wěn)定性和精度，有效提高了去噪的效果。

參閱圖3，圖3是本發(fā)明濾波裝置一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，該濾波裝置包括：

輸入模塊31，用于接收光纖采樣信號(hào)。

加權(quán)模塊32，用于采用權(quán)值w(n)對(duì)光纖采樣信號(hào)X(n)進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到輸出信號(hào)Y(n)；。

對(duì)比模塊33，用于對(duì)比輸出信號(hào)Y(n)與期望輸出信號(hào)D(n)，以得到估計(jì)誤差E(n)；。

判斷模塊34，用于判斷估計(jì)誤差E(n)是否滿(mǎn)足預(yù)設(shè)要求。

修正模塊35，用于在判斷模塊的判斷結(jié)果為否時(shí)，根據(jù)估計(jì)誤差E(n)，對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正，以使加權(quán)模塊采用修正后的權(quán)值，再次進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。

輸出模塊36，用于在判斷模塊的判斷結(jié)果為是時(shí)，將輸出信號(hào)Y(n)作為濾波后的光纖采樣信號(hào)，并輸出。

其中，在一實(shí)施方式中，修正模塊35具體用于采用以下公式對(duì)權(quán)值w(n)進(jìn)行修正，以得到修正后的權(quán)值w(n+1)：

w(n+1)＝w(n)+μ(n)×X(n)×E(n)；

其中，μ(n)為預(yù)設(shè)步長(zhǎng)參數(shù)。

其中，在一實(shí)施方式中，步長(zhǎng)參數(shù)μ(n)采用以下公式計(jì)算得到：

其中，α為調(diào)整因子，μ₀為步長(zhǎng)參數(shù)的初始值。

可選的，上述的濾波裝置是基于上述濾波方法的一實(shí)體裝置，其實(shí)施的原理和步驟類(lèi)似，這里不再贅述。

可以理解的，上述的濾波裝置可以是一個(gè)濾波芯片或處理器，其中的輸入模塊31和輸出模塊36是濾波芯片或處理器的輸入輸出接口，而加權(quán)模塊32、對(duì)比模塊33、判斷模塊34、修正模塊35均是集成于該芯片或處理器中的。

參閱圖4，圖4是本發(fā)明光纖測(cè)溫方法一實(shí)施方式的流程示意圖，該方法包括：

S41：向光纖通入光信號(hào)并采集反射的光纖反射信號(hào)。

為了對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度進(jìn)行測(cè)量，激光發(fā)生器在傳感光纖的起始位置發(fā)出激光，該激光在光脈沖調(diào)制器的調(diào)制作用下，形成設(shè)定周期和持續(xù)時(shí)間的短的脈沖光，該脈沖光在通過(guò)光耦合器在傳感光纖上傳播。在脈沖光的傳輸過(guò)程中，由于脈沖光與光纖分子發(fā)生相互作用，發(fā)生多種形式的散射，如由光纖分子的熱振動(dòng)和光子作用發(fā)生能量交換而形成的拉曼散射。不同距離點(diǎn)的散射光信號(hào)會(huì)有部分沿著傳輸光路返回至光耦合器。

對(duì)應(yīng)地，通過(guò)光耦合器獲取傳感光纖的測(cè)量點(diǎn)返回的光信號(hào)，如拉曼散射光。

由于一部分光能轉(zhuǎn)化為熱能，將發(fā)出一個(gè)比原來(lái)波長(zhǎng)大的光，稱(chēng)為斯托克斯光；相反，有一部分熱能轉(zhuǎn)化為光能，那么將發(fā)出一個(gè)比原波長(zhǎng)小的光，稱(chēng)為反斯托克斯光，拉曼散射光由這兩種不同波長(zhǎng)的光組成?？蛇x的，在一實(shí)施方式中，需要對(duì)獲取的返回的光信號(hào)進(jìn)行分光，即分為斯托克斯光和反斯托克斯光。

S42：將光纖反射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，作為光纖采樣信號(hào)。

正如上述所分析，由于脈沖光在傳輸過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生各種不同類(lèi)型的散射光，因此，拉曼散射光中可能還夾雜著其他類(lèi)型的散射光和干擾光，為了使溫度測(cè)量更加準(zhǔn)確，需要盡量的保證分光后的第一頻率光和第二頻率光的純凈。因此，在分光器對(duì)拉曼散射光進(jìn)行分光得到第一頻率光以及第二頻率光后，分別將該兩路不同頻率的光進(jìn)行處理。

具體地，首先分別對(duì)該兩路不同頻率的光進(jìn)行帶通濾波處理，得到比較純凈的第一頻率光和第二頻率光，然后再對(duì)經(jīng)過(guò)帶通濾波處理后的第一頻率光和第二頻率光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和放大，得到第一電信號(hào)和第二電信號(hào)。

其中，該第一電信號(hào)為第一電壓值，第二電信號(hào)為第二電壓值。

可選的，本實(shí)施方式中通過(guò)雪崩光電二極管APD對(duì)經(jīng)過(guò)帶通濾波處理后的第一頻率光和第二頻率光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和放大。在其他實(shí)施方式中，也可以通過(guò)其他器件對(duì)經(jīng)過(guò)帶通濾波處理后的第一頻率光和第二頻率光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和放大，在此不做限定。

S43：對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波。

在得到第一電信號(hào)和第二電信號(hào)以后，為了使監(jiān)測(cè)結(jié)果更加精確，進(jìn)一步地對(duì)第一電信號(hào)和第二電信號(hào)進(jìn)行濾波。

其中，對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行濾波采用的方法是如以上光纖采樣信號(hào)的濾波方法的實(shí)施方式中的方法，這里不再贅述。

S44：對(duì)濾波后得到的信號(hào)進(jìn)行處理，以獲得對(duì)應(yīng)的光纖溫度信號(hào)。

對(duì)濾波后的第一電信號(hào)和第二電信號(hào)進(jìn)行計(jì)算得到測(cè)試點(diǎn)的測(cè)量溫度。由于拉曼散射光的光強(qiáng)度與溫度有關(guān)，即可以通過(guò)第一頻率光的第一光強(qiáng)與第二頻率光的第二光強(qiáng)的比值確定測(cè)量點(diǎn)的測(cè)試溫度。

具體地，第一光強(qiáng)與第一電信號(hào)即第一電壓值存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，第二光強(qiáng)與第二電信號(hào)即第二電壓值存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，可根據(jù)第一電壓值獲取第一光強(qiáng)，根據(jù)第二電壓值獲取第二光強(qiáng)。在通過(guò)公式確定測(cè)量點(diǎn)的溫度R(T)，其中，I_a為第一光強(qiáng)，I_b為第二光強(qiáng)。

可選的，在一實(shí)施方式中，在S44之后，還可以根據(jù)光纖溫度信號(hào)實(shí)現(xiàn)預(yù)警。

在得到測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量溫度后，為了進(jìn)一步確定該測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量溫度是否存在異常，如大幅度提高或降低，需進(jìn)一步對(duì)該測(cè)量點(diǎn)的溫度進(jìn)行判斷。

具體地，可提前設(shè)定警報(bào)溫度條件，例如，可設(shè)置多個(gè)定溫點(diǎn)警報(bào)，可針對(duì)環(huán)境變化情況設(shè)置不同警報(bào)控制區(qū)域，各警報(bào)控制區(qū)按照用戶(hù)的運(yùn)行要求或者運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)設(shè)定不同的警報(bào)溫度或者溫升速率。

判斷過(guò)程可為：將該測(cè)量點(diǎn)當(dāng)前的測(cè)量溫度與前一時(shí)刻得到的測(cè)量溫度相比較，判斷所述測(cè)量點(diǎn)當(dāng)前的測(cè)量溫度與之前得到的測(cè)量溫度間是否發(fā)生超過(guò)設(shè)定值的變化，如果發(fā)生變化，進(jìn)一步判斷該變化是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，如果在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則代表該測(cè)量點(diǎn)的溫度正常。如果該變化不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則發(fā)出該測(cè)量點(diǎn)溫度異常的警報(bào)。

或者做出該測(cè)量點(diǎn)各個(gè)時(shí)刻的測(cè)量溫度曲線(xiàn)圖，計(jì)算其溫升速率，如果溫升速率在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則代表該測(cè)量點(diǎn)的溫度正常，如果溫升速率不在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，則發(fā)出該測(cè)量點(diǎn)溫度異常的警報(bào)。

在另一實(shí)施方式中，在得到測(cè)量點(diǎn)溫度后，進(jìn)一步確定該測(cè)量點(diǎn)位于傳感光纖的位置，即實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量點(diǎn)的定位。

在一個(gè)可選實(shí)施實(shí)施方式中，通過(guò)返回光耦合器的拉曼散射光的傳輸時(shí)間以及該拉曼散射光的傳輸速度，即距離＝傳輸時(shí)間*傳輸速度的原理確定該測(cè)量點(diǎn)的位置。

在另一個(gè)具體的實(shí)施方式中，根據(jù)拉曼散射光的信號(hào)采樣頻率來(lái)確定測(cè)量點(diǎn)的位置，比如，采樣頻率為150MHZ，每秒采集150M個(gè)數(shù)據(jù)，所以每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t＝1/1.5ns，如果光在光纖中的傳播速度為c＝2*10⁸m/s，則兩個(gè)采樣點(diǎn)之間對(duì)應(yīng)的實(shí)際距離s為s＝ct＝2*10⁸*(1/1.5)＝0.65m。在根據(jù)間隔的采樣點(diǎn)的數(shù)量確定距離。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施方式的光纖測(cè)溫方法包括：向光纖通入光信號(hào)并采集反射的光纖反射信號(hào)；將光纖反射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，作為光纖采樣信號(hào)；對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波；對(duì)濾波后得到的信號(hào)進(jìn)行處理，以獲得對(duì)應(yīng)的光纖溫度信號(hào)。其中的濾波方式是采用了如上述實(shí)施方式的方法，能夠提高濾波的穩(wěn)定性和精度，有效提高了去噪的效果，在光纖測(cè)溫中，可以提高溫度測(cè)量和定位的精度，有利于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的預(yù)警。

參閱圖5，圖5是本發(fā)明光纖測(cè)溫系統(tǒng)第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括：

光信號(hào)收發(fā)器51，用于向光纖通入光信號(hào)并采集反射的光纖反射信號(hào)。

可選的，該光信號(hào)收發(fā)器51可以包括激光器和采集反射激光信號(hào)的采集器。

光電轉(zhuǎn)換裝置52，用于將光纖反射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，作為光纖采樣信號(hào)。

可選的，該光電轉(zhuǎn)換裝置52可以是雪崩光電二極管(APD)。

濾波裝置53，用于對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波。

其中，濾波裝置53是如上述實(shí)施方式中的濾波裝置，其結(jié)構(gòu)和原理類(lèi)似，這里不再贅述。

數(shù)據(jù)處理器54，用于對(duì)濾波后得到的信號(hào)進(jìn)行處理，以獲得對(duì)應(yīng)的光纖溫度信號(hào)。

可選的，該數(shù)據(jù)處理器54可以是DSP裝置。

參閱圖6，圖6是本發(fā)明光纖測(cè)溫系統(tǒng)第二實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括：

FPGA同步脈沖發(fā)生器61，用于控制激光LED發(fā)出脈沖激光，并通入到光纖60中。

拉曼波分復(fù)用器(拉曼WDM)63，用于采集光纖60中反射的激光，分進(jìn)行分光，形成斯托克斯光和反斯托克斯光。

第一光電轉(zhuǎn)換器641，用于將斯托克斯光轉(zhuǎn)換成第一電信號(hào)。

第一光電轉(zhuǎn)換器642，用于將反斯托克斯光轉(zhuǎn)換成第二電信號(hào)。

低噪聲放大器65，用于將第一電信號(hào)和/或第二電信號(hào)進(jìn)行放大處理。

A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)采集器661，用于將模擬的第一電信號(hào)和第二電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。

濾波裝置662，用于對(duì)上述的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波。

其中，該濾波裝置662是如上述實(shí)施方式中提到的濾波裝置。

DSP數(shù)據(jù)處理、溫度解調(diào)裝置663，用于對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行處理，以得到溫度信息。

可選的，上述的A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)采集器661、濾波裝置662以及DSP數(shù)據(jù)處理、溫度解調(diào)裝置663可以集成于一處理芯片(處理器)上，并能夠?qū)崿F(xiàn)上述的功能。

可選的，在另一實(shí)施方式中，還可以包括存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、文件、算法以及歷史采集的光纖信號(hào)數(shù)據(jù)以及得到的溫度數(shù)據(jù)。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)施方式的光纖測(cè)溫系統(tǒng)包括：光信號(hào)收發(fā)器，用于向光纖通入光信號(hào)并采集反射的光纖反射信號(hào)；光電轉(zhuǎn)換裝置，用于將光纖反射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，作為光纖采樣信號(hào)；濾波裝置，用于對(duì)電信號(hào)進(jìn)行濾波；數(shù)據(jù)處理器，用于對(duì)濾波后得到的信號(hào)進(jìn)行處理，以獲得對(duì)應(yīng)的光纖溫度信號(hào)。其中，濾波裝置是采用了如上述實(shí)施方式的濾波裝置，能夠提高濾波的穩(wěn)定性和精度，有效提高了去噪的效果，在光纖測(cè)溫中，可以提高溫度測(cè)量和定位的精度，有利于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的預(yù)警。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。