(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210730611.6 (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 南京信息 工程大学 地址 210044 江苏省南京市浦口区宁六路 219号 (72)发明人 黄秋茗　陈映恺　毕研钊　曹栋　 单媛媛　郭林峰　 (74)专利代理 机构 北京同辉知识产权代理事务 所(普通合伙) 11357 专利代理师 王艳秋 (51)Int.Cl. G01D 18/00(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G01D 5/353(2006.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 一种解决交叉敏感的方法、 装置、 设备及存 储介质 (57)摘要 本发明提供一种解决交叉敏感的方法、 装 置、 设备及存储介质， 涉及分布式光纤传感领域。 该解决交叉敏感的方法， 搭建系统装置， 打开各 项器件， 保证装置正常运行； 记录不同温度下的 散射光频谱； 解调出温度系数； 记录不同应力下 的散射光频谱； 解调出应力系数； 保证装置正常 运行， 记录待测光纤散射光频谱； 温度和应变信 息解调过程； 系统精度的计算； 该方法不仅能做 到节约成本， 还极大的提高了测量的速度来防止 信息丢失， 同时本发明提高了布里渊光时域反射 仪系统温度和应力监测的精度， 解决了温度和应 变交叉敏感问题。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 115164964 A 2022.10.11 CN 115164964 A 1.一种解决交叉 敏感的方法， 其特 征在于， 包括： 搭建系统装置， 打开各项器件， 保证装置正常运行； 记录不同温度下的散射 光频谱； 解调出温度系数； 记录不同应力下的散射 光频谱； 解调出应力系数； 保证装置正常运行， 记录待测光纤散射 光频谱； 温度和应 变信息解调过程； 系统精度的计算。 2.根据权利要求1所述的一种解决交叉敏感的方法， 其特征在于： 所述记录不同温度 下 的散射光频谱具体包括： 保持光纤前端50米段的测试光纤松散状态并且处于20℃下， 将其分为5段， 利用水浴锅 使各段光纤温度变为20℃到60℃， 每段温度依次增加10℃， 采用短时傅里叶变化读取布里 渊拍频谱峰值功率变化和布里渊频移大小变化轨 迹。 3.根据权利要求2所述的一种解决交叉 敏感的方法， 其特 征在于： 所述具体包括： 布里渊拍频谱峰值和布里渊频移的温度系数的解调： 其中， CBBS‑T和CBFS‑T分别表示布里渊拍频谱峰值和布里渊频移的温度系数， ΔPBBS和Δ PBFS分别表示布里渊拍频谱峰值功率和布里渊频移大小变化 量， ΔT表示温度变化 量。 4.根据权利要求3所述的一种解决交叉敏感的方法， 其特征在于： 所述记录不同应力下 的散射光频谱具体包括： 保持另一段50米测试光纤松散状态并且处于室温(20℃)下， 同样将其分为5段； 用不同 质量物体压住光纤对其施加0 μ ε到8 00 μ ε 的应力， 每段应力依次增加200 μ ε， 采用短时傅里叶 变化读取布里渊拍频谱峰值功率变化和布里渊频移大小变化轨 迹。 5.根据权利要求4所述的一种解决交叉敏感的方法， 其特征在于： 所述解调出应力系数 具体包括： 布里渊拍频谱峰值和布里渊频移的应力系数则可以通过 下列公式解调出来： CBBS‑ε和CBFS‑ε分别表示布里渊拍频谱峰值和布里渊频移的应力系数， ΔPBBS和ΔPBFS分别 表示布里渊拍频谱峰值功率和布里渊频移大小变化 量， Δ ε表示应力变化 量。 6.根据权利要求5所述的一种解决交叉敏感的方法， 其特征在于： 所述温度和应变信 息权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115164964 A 2解调过程具体包括： 待测光纤上的光信 息与温度和应变变化都有关， 则布里渊频移和布里渊拍频谱峰值的 变化功率表示 为: ΔPBFS＝CBFS‑TΔT+CBFS‑εΔ ε ΔPBBS＝CBBS‑TΔT+CBBS‑εΔ ε 当CBFS‑TCBBS‑ε≠CBFS‑εCBBS‑T时， 温度和应 变则可以用下列式子解调出来： 7.根据权利要求6所述的一种解决交叉敏感的方法， 其特征在于： 所述系统精度的计算 具体包括： 不确定度代 表了系统的精度， 由下列式子计算出温度和应 变的测量 不确定度： 其中， δT、 δ ε、 δPBBS、 δPBFS分别表示是温度、 应变、 布里渊拍频谱峰值、 布里渊频移的均方 根误差。 8.一种解决交叉敏感的装置， 其特征在于， 包括半导体窄线宽激光器， 第一光电耦合 器， 第二光电耦合器， 光纤偏振扰频器， 声光调制器， 第三光电耦合器， 半导体光放大器， 掺 铒光纤放大器， 第一光带通滤波器， 环形器， 单模测试光纤， 单模待测光纤， 第二光带通滤波 器， 第四光电耦合器， 光电探测器， 信号降频处 理模块， 数据采集 卡， 半导体窄线宽激光器与第 一光电耦合器的输入端相连， 第 一光电耦合器输出的激光分 二路， 其中一路与第二光电耦合器的输入端相连， 另一路经光纤偏振扰频器与第四光电耦 合器的一个输入端相连， 第二光电耦合器输出 的激光分二路， 一路与第三光电耦合器的一 个输入端相连， 另一路经声光调制器产生频率偏移再与第三光电耦合器的另一个输入端相 连， 第三光电耦合器的输出端的光进入半导体光放大器产生脉冲光， 再与掺铒光纤放大器 的输入端相连， 掺铒光纤放大器的输出端与第一光带通滤波器的输入端相连， 第一光带通 滤波器的输出端与环形器的输入端相连， 环形器的一个输出端与100米单模测试光纤和单 模待测光纤相连， 环形器的另一个输出端一个与第二光带通滤波器的输入端相连， 第二光 带通滤波器的输出端与第四光电耦合器的另一个输入端相连， 第四光电耦合器的输出端与 光电探测器的输入端相连， 光电探测器的输出端一路与数据采集卡的通道一相连， 光电探 测器的输出端另一路与信号降频 处理模块的输入端相连， 信号降频 处理模块的输出端与数 据采集卡的通道 二相连， 其中， 第一光电耦合器为9:1光电耦合器， 第二光电耦合器为5: 5光 电耦合器， 第三光电耦合器和第四光电耦合器均为2 ×1光电耦合器， 单模测试光纤的长度 为100米。 9.一种设备， 其特 征在于， 包括：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115164964 A 3