專利名稱：一種基于布里淵光時域分析儀botda的曲線分析方法
一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于計算機及光通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA 的曲線分析方法。
背景技術(shù)：
在光纜線路監(jiān)測中，通常的測試方法是通過光時域反射儀0TDR(0ptiCal Time Domain Reflectometer)設(shè)備或卡進行測試與檢測，這種方法可以測試長達上百公里的光纖線路，并且可得到光纖線路中的接頭和融接點信息或斷纖信息，基本滿足大多數(shù)需求。但是對于某些特殊行業(yè)的光纜線路，可能需要得到光纜的受力或應(yīng)變信息，比如，電力特種光纜線路運行中的環(huán)境急劇變化、地質(zhì)災害等因素的影響，使其發(fā)生形變造成光纜線路受損， 性能惡化甚至中斷。尤其是對于冬季出現(xiàn)的光纜覆現(xiàn)象。這樣，如何實時掌握特種光纜運行情況，實時監(jiān)控分析光纜受力及溫度變化情況，及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，采取有效的預防措施， 對于提高電力系統(tǒng)通信的安全可靠性非常重要。
分布式光纖傳感技術(shù)是基于光纖工程中廣泛應(yīng)用的光時域反射技術(shù)發(fā)展起來的一種新型傳感技術(shù)，是目前傳感技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點。從上世紀七十年代末提出到現(xiàn)在短短二十幾年里，分布式光纖傳感技術(shù)得到了很快發(fā)展。基于布里淵散射的分布傳感技術(shù)的研究起步較晚，但由于它在溫度、應(yīng)變測量上所達到的測量精度、測量范圍以及空間分辨率均高于其他傳感技術(shù)，因此這種技術(shù)在目前得到廣泛關(guān)注與研究。其中基于布里淵光時域分析(BOTDA)技術(shù)由于信號的檢測較容易，在世界范圍內(nèi)的研究投入較大一些，技術(shù)也較為成熟。因此，應(yīng)用BOTDA技術(shù)對于監(jiān)測電力特種光纜受氣候影響的故障狀況起關(guān)鍵決定性作用。
不同于OTDR卡，當前的BOTDA設(shè)備只有曲線本身數(shù)據(jù)，沒有事件及告警信息，這對于要詳細精確查看曲線信息，定位故障點位置來說難度過高，因此有必要針對BOTDA曲線數(shù)據(jù)作二次分析，找出其告警信息并進行結(jié)果顯示。發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA 的曲線分析方法，分析并顯示布里淵光時域分析儀BOTDA測試數(shù)據(jù)，找出其重要事件點的技術(shù)方法，并且基于該分析方法開發(fā)了 BOTDA曲線顯示與分析計算機控件。該控件能顯示 BOTDA曲線，給出事件點位置及其應(yīng)變或溫度信息。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案
—種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法，所述方法包括以下步驟
(1)加載BOTDA的測試曲線文件；
(2)顯示 BOTDA 曲線；
(3)顯示BOTDA曲線的測試參數(shù)；
(4)分析BOTDA曲線的事件信息；
(5)提供BOTDA曲線分析控件。所述步驟(1)中BOTDA設(shè)備為Omisense出品，加載的測試曲線文件為txt格式， 且為頻率響應(yīng)導出文件。所述步驟(1)加載BOTDA的測試曲線文件包括以下步驟(1-1)解析曲線文件頭信息；(1-2)解析所述測試參數(shù)信息；(1-3)解析測試頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)。所述步驟(2)顯示BOTDA曲線是以折線圖的方式在軟件中顯示測試頻率響應(yīng)情況；所述折線圖的橫坐標為從發(fā)光點到測試光纖一半長度距離，縱坐標范圍為從掃描起始頻率到掃描截止頻率；所述測試參數(shù)包括起始頻率、截止頻率、脈寬、平均數(shù)和平均増益。所述步驟(4)分析BOTDA曲線的事件信息包括以下步驟(4-1)定義變量i = 0，記測試數(shù)據(jù)集為數(shù)組data，記d = data
；(4-2)判斷i是否小于data. size()，即i不是最后一個記錄號，若是則執(zhí)行步驟 (4-3)，若否則結(jié)束;G-3)d與data[i]均為一條記錄數(shù)據(jù)，其第一項data[i]. χ為測試點位置，第二項 data[i].f為測試點頻率;(4-4)判斷測試點d與data[i]頻率差是否大于ΙΟΚΗζ，若是則執(zhí)行步驟，若否則執(zhí)行步驟G-6)；(4-5)令d = data[i]，記新事件點E，其對應(yīng)位置為data[i]· X，將E放入事件列表；(4-6) i++,并返回步驟(4-2)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在干分析并顯示布里淵光時域分析儀 BOTDA測試數(shù)據(jù)，找出其重要事件點的技術(shù)方法，并且基于該分析方法開發(fā)了 BOTDA曲線顯示與分析計算機控件，該控件能顯示BOTDA曲線，給出事件點位置及其應(yīng)變或溫度信息。本發(fā)明解決了在光纜在線監(jiān)測等相關(guān)系統(tǒng)中集成BOTDA測試應(yīng)用難題。


圖1是布里淵光時域分析儀BOTDA導出txt類型曲線文件格式圖；圖2是布里淵光時域分析儀BOTDA曲線分析控件顯示不同頻率響應(yīng)光纖曲線圖；圖3是布里淵光時域分析儀BOTDA曲線控件顯示光纖接頭頻率響應(yīng)及測試參數(shù)圖；圖4為布里淵光時域分析儀BOTDA曲線事件點位置判別流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進ー步說明。一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法，所述方法包括以下步驟(1)加載BOTDA的測試曲線文件；測試曲線文件為txt格式，且為頻率響應(yīng)導出文件；所述步驟⑴加載BOTDA的測試曲線文件包括以下步驟CN 102539113 A(1-1)解析曲線文件頭信息；頭信息即為測試日期時間、設(shè)備參數(shù)、版本等的配置信息，在該txt文件的[FILEINF0]與[DITEST]標記塊下，解析方法為先記取檢驗 [FILEINF0]標記塊，確認后讀取其第一行記錄，以’\t’作為分隔符分成記錄名與記錄值，檢驗記錄名為Data的記錄值即為測試時間；(1-2)解析所述測試參數(shù)信息；該信息在[MEASUREMENT]標記塊下。同上循環(huán)遍歷其每行記錄，以’ \t’作為分隔符分成記錄名與記錄值，具體記錄名與值對應(yīng)關(guān)系如下Averaging對應(yīng)測試平均次數(shù)、knsor Length (m)對應(yīng)測試光纖長度、Sample Count對應(yīng)為測試數(shù)據(jù)點個數(shù)、Sensor Length(m)的記錄值為測試光纖長度、Spatial Resolution (m) )(^^ IlJ i式 ^ 足巨、Sampling Interval (ns) M M IlJ i式 J0C 胃、Frequency start (GHz)對應(yīng)起始頻率、Frequency stop (GHz)對應(yīng)截止頻率。(1-3)解析測試頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)；該信息在[DATA]標記塊下。循環(huán)遍歷其每行記錄， 以’ \t’作為分隔符分成兩部分，分別對應(yīng)測試點位置(公里)與響應(yīng)頻率(GHz)。(2)顯示BOTDA曲線；即以折線圖的方式在軟件中直觀顯示測試頻率響應(yīng)情況。橫坐標為從發(fā)光點到測試光纖一半長度距離，這里需排除設(shè)備內(nèi)部固有的50米光纖余長，縱坐標范圍為從掃描起始頻率到掃描截止頻率，正常不受外力情況下，光纖的頻率響應(yīng)應(yīng)在其特征頻率左右；(2-1)根據(jù)測試數(shù)據(jù)的第一個與最后一個記錄長度信息確定橫坐標數(shù)據(jù)范圍，將其轉(zhuǎn)換為米，作為控件內(nèi)部繪圖用橫坐標數(shù)據(jù)，外部顯示刻度單位為公里，測試起始點與測試末端長度分為10等分，作為距離刻度，以此繪制曲線圖橫坐標；(2-2)根據(jù)測試起始頻率與截止頻率確定縱坐標數(shù)據(jù)范圍，將其轉(zhuǎn)換為KHz，作為控件內(nèi)部繪圖用縱坐標數(shù)據(jù)，外部顯示刻度單位為GHz，將其分為10等分，作為頻率刻度， 以此繪制曲線圖縱坐標；(2-3)根據(jù)測試數(shù)據(jù)，每個記錄信息為距離和頻率，同上，將距離轉(zhuǎn)換為米、頻率換算成KHz，先將繪圖點移至第一個記錄點，從第二個記錄開始作循環(huán)遍歷直到最后ー個記錄為止，依次從前ー個記錄位置畫連線至當前記錄位置，即可繪制出BOTDA頻率響應(yīng)曲線。(3)顯示BOTDA曲線的測試參數(shù)；所述測試參數(shù)包括起始頻率、截止頻率、脈寬、平均數(shù)和平均増益；(4)分析BOTDA曲線的事件信息；區(qū)別不同光纖中心頻率，直觀以頻率變化方式顯示熔接、接頭等事件點信息。本發(fā)明根據(jù)載入的曲線數(shù)據(jù)，以IOKHz為事件判別依據(jù)，即當測試頻率落差大于IOKHz時認為是一次事件；所述步驟(4)分析BOTDA曲線的事件信息包括以下步驟(4-1)定義變量i = 0，記測試數(shù)據(jù)集為數(shù)組data，記d = data
；(4-2)判斷i是否小于data. size()，即i不是最后一個記錄號，若是則執(zhí)行步驟 (4-3)，若否則結(jié)束;G-3)d與data[i]均為一條記錄數(shù)據(jù)，其第一項data[i]. χ為測試點位置，第二項 data[i].f為測試點頻率;(4-4)判斷測試點d與data[i]頻率差是否大于ΙΟΚΗζ，若是則執(zhí)行步驟G-5)，若否則執(zhí)行步驟G-6)；(4-5)令d = data[i]，記新事件點E，其對應(yīng)位置為data[i]· X，將E放入事件列表；(4-6) H+，并返回步驟0-2)。 (5)提供BOTDA曲線分析控件；該控件集成以上步驟⑴ ⑷功能內(nèi)容，并且支持自由縮放功能，頻率曲線圖可以全屏顯示。
權(quán)利要求
1.一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)加載BOTDA的測試曲線文件；(2)顯示BOTDA曲線；(3)顯示BOTDA曲線的測試參數(shù)；(4)分析BOTDA曲線的事件信息；(5)提供BOTDA曲線分析控件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法，其特征在于所述步驟(1)加載BOTDA設(shè)備為Omisense出品，其測試曲線文件為txt格式。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法，其特征在于所述步驟(1)加載BOTDA的測試曲線文件是頻率響應(yīng)導出文件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法，其特征在于所述步驟⑴加載BOTDA的測試曲線文件包括以下步驟(1-1)解析曲線文件頭信息；(1-2)解析所述測試參數(shù)信息；(1-3)解析測試頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法，其特征在于所述步驟(2)顯示BOTDA曲線是以折線圖的方式在軟件中顯示測試頻率響應(yīng)情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法，其特征在于所述折線圖的橫坐標為從發(fā)光點到測試光纖一半長度距離，縱坐標范圍為從掃描起始頻率到掃描截止頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法，其特征在于所述測試參數(shù)包括起始頻率、截止頻率、脈寬、平均數(shù)和平均增益。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法，其特征在于所述步驟(4)分析BOTDA曲線的事件信息包括以下步驟(4-1)定義變量i = 0，記測試數(shù)據(jù)集為數(shù)組data，記d = data
；(4-2)判斷i是否小于data. size()，即i不是最后一個記錄號，若是則執(zhí)行步驟 (4-3)，若否則結(jié)束;與data[i]均為一條記錄數(shù)據(jù)，其第一項data[i]. χ為測試點位置，第二項 data[i].f為測試點頻率;(4-4)判斷測試點d與data[i]頻率差是否大于ΙΟΚΗζ，若是則執(zhí)行步驟0-5)，若否則執(zhí)行步驟G-6)；(4-5)令d = data[i]，記新事件點E，其對應(yīng)位置為data[i]. X，將E放入事件列表；(4-6) i++，并返回步驟0-2)。
全文摘要
一種基于布里淵光時域分析儀BOTDA的曲線分析方法，所述方法包括以下步驟加載Omisense出品的BOTDA設(shè)備的測試曲線文件；顯示其BOTDA曲線；顯示BOTDA曲線的測試參數(shù)；分析BOTDA曲線的事件信息；提供BOTDA曲線分析控件。本發(fā)明分析并顯示布里淵光時域分析儀BOTDA測試數(shù)據(jù)，找出其重要事件點的技術(shù)方法，并且基于該分析方法開發(fā)了BOTDA曲線顯示與分析計算機控件，該控件能顯示BOTDA曲線，給出事件點位置及其應(yīng)變或溫度信息，解決了在光纜在線監(jiān)測等相關(guān)系統(tǒng)中集成BOTDA測試應(yīng)用難題。
文檔編號G01M11/00GK102539113SQ20111037225
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者盧利峰, 李雄, 楊宇方, 羅濱, 高峰 申請人:中國電力科學研究院, 河南省電力通信自動化公司