一种调整光纤振动检测门限值的方法及装置
技术领域
本发明涉及振动检测技术领域,特别是涉及一种调整光纤振动检测门限值的方法及装置。
背景技术
采用光纤作为传感器可以实现长距离无缘探测,微小的扰动就可以使光纤由于振动而变形,传输轨迹也会相应变化。但光纤振动对信号过于灵敏也造成误报率高,现多采用门限的方式来过滤虚警。
目前门限上的处理设计思路主要是提取出信号的幅度特性,该幅度特性也包括杂波和噪声幅度变化,将提取到的幅度特性与门限比较,将高于门限的信号提取后报警。而门限值的设定一般采用两种方法:方法一是根据经验,起初将门限设置较高,由工程人员在现场巡线反复敲击光缆,不断的降低门限直至检出振动为止;方法二是根据一段时间的幅度特性平均值进行设定。
现有技术存在的主要问题是:在方法一中,光纤全长往往能够达到60公里以上,采用人工巡线的方法进行逐点敲击测试、手动设定是一个巨大的工作量;并且手工设定的门限只是近似值,主观因素较大,并不是最佳值。而在方法二中,振幅平均值容易受数据中极端数值(最大值或最小值)的影响,其代表性很差,不能很好的反应光的振动情况。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种调整光纤振动检测门限值的方法及装置,能够提高光纤振动检测的准确率,在光纤振动预警中,能够有效的降低虚警的概率。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种调整光纤振动检测门限值的方法,该方法包括:设置第一阈值以及第二阈值;其中,第一阈值大于第二阈值;取第一阈值和第二阈值之间的设定比例值作为门限值;根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值和第一阈值之间的设定比例值;或在目标光纤位置未振动时,将门限值调整为当前门限值和第二阈值之间的设定比例值。
其中,在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值和第一阈值之间的设定比例值之后,还包括:将第二阈值更新为当前门限值;判断第一阈值和第二阈值的差值是否大于第三阈值;若是,则执行根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动;否则,将当前门限值作为经调整的门限值。
其中,在目标光纤位置未振动时,将门限值调整为当前门限值和第二阈值之间的设定比例值之后,还包括:将第一阈值更新为当前门限值;判断第一阈值和第二阈值的差值是否大于第三阈值;若是,则执行根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动;否则,将当前门限值作为经调整的门限值。
其中,设定比例值为平均值。
其中,设置第一阈值以及第二阈值,包括:将第一阈值和门限值设置为光纤振动的最大振幅值,将第二阈值设置为0;根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置未振动时,将门限值调整为当前门限值的二分之一,并执行根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置振动时,将第一阈值更新为当前门限值。
其中,设置第一阈值以及第二阈值,包括:将第一阈值设置为光纤振动的最大振幅值,将第二阈值和门限值设置为0;根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值与第一阈值的平均值,并执行根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置未振动时,将第二阈值更新为当前门限值。
其中,该方法还包括:在第一设定时间内获得多个经调整的门限值时,将多个经调整的门限值的平均值作为参考门限值;在第二设定时间内获得多个参考门限值时,去掉多个参考门限值中的最大值和最小值,并计算剩余参考门限值的平均值,作为目标光纤位置的门限值,其中,第二设定时间大于第一设定时间,第二设定时间由目标光纤位置的振动状况记录确定的。
其中,根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动,包括:采集目标光纤位置的振幅值;判断目标光纤位置的振幅值是否大于当前门限值,以在目标光纤位置的振幅值大于当前门限值时,确定目标光纤位置振动,或在目标光纤位置的振幅值小于或等于当前门限值时,确定目标光纤位置未振动。
其中,该方法还包括:采集多个光纤位置的振幅值;将多个光纤位置的振幅值与多个光纤位置的历史振幅值进行比较,以获取每个光纤位置的振幅值的变化幅度;当有预设数量的光纤位置的振幅值的变化幅度大于预设值时,执行设置第一阈值以及第二阈值。
为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种调整光纤振动检测门限值的装置,该装置包括:设置模块,用于设置第一阈值以及第二阈值;其中,第一阈值大于第二阈值;调整模块,用于取第一阈值和第二阈值之间的设定比例值作为门限值;振动检测模块,用于根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动;调整模块还用于在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值和第一阈值之间的设定比例值;以及在目标光纤位置未振动时,将门限值调整为当前门限值和第二阈值之间的设定比例值。
本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明公开的调整光纤振动检测门限值的方法包括:设置第一阈值以及第二阈值;取第一阈值和第二阈值之间的设定比例值作为门限值;根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值和第一阈值之间的设定比例值;或在目标光纤位置未振动时,将门限值调整为当前门限值和第二阈值之间的设定比例值。通过上述方式,能够得到一个合理的门限值,提高振动检测的准确率,并且在光纤振动预警中,能够有效的降低虚警的概率。
附图说明
图1是本发明调整光纤振动检测门限值的方法第一实施方式的流程示意图;
图2是本发明调整光纤振动检测门限值的方法第二实施方式的流程示意图;
图3是本发明调整光纤振动检测门限值的方法第三实施方式的流程示意图;
图4是本发明调整光纤振动检测门限值的方法第四实施方式的流程示意图;
图5是本发明调整光纤振动检测门限值的装置一实施方式的结构示意图;
图6是本发明调整光纤振动检测门限值的设备一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
参阅图1,本发明调整光纤振动检测门限值的方法第一实施方式的流程示意图,该方法包括:
S11:设置第一阈值以及第二阈值;其中,第一阈值大于第二阈值。
其中,第一阈值以及第二阈值均为光纤振动的幅度值。
可选的,第一阈值可以是所有历史检测的光纤振动幅度值中的最大值,第二阈值可以是所有历史检测的光纤振动幅度值中的最小值;可选的,第一阈值还可以是所有历史门限值中的最大值,第二阈值还可以是所有历史门限值中的最小值。
S12:取第一阈值和第二阈值之间的设定比例值作为门限值。
其中,第一阈值和第二阈值之间的设定比例值可以是小于第一阈值且大于第二阈值的任意值。
可选的,设定比例值为第一阈值和第二阈值的平均值。
S13:根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动。若是,执行S14,若否,执行S15。
可选的,S13具体包括:采集目标光纤位置的振幅值;判断目标光纤位置的振幅值是否大于当前门限值,以在目标光纤位置的振幅值大于当前门限值时,确定目标光纤位置振动,或在目标光纤位置的振幅值小于或等于当前门限值时,确定目标光纤位置未振动。
可选的,判断光纤是否振动还可以是判断光纤目标位置在连续多次采样中的振幅值均大于当前门限值,才确定目标位置振动。
可选的,判断光纤是否振动还可以是判断光纤目标位置的振幅值与当前门限值的差值大于预定值,才确定目标位置振动。
S14:将门限值调整为当前门限值和第一阈值之间的设定比例值。或
S15:将门限值调整为当前门限值和第二阈值之间的设定比例值。
其中,第一阈值和第二阈值之间的设定比例值可以是小于第一阈值且大于第二阈值的任意值。
可选的,设定比例值为第一阈值和第二阈值的平均值。
值得注意的是,本发明中的当前门限值是一个随着时间或执行步骤不断变化的值,因此,每次门限值的变化都会引起当前门限值的变化,即在某处提到的当前门限值很有可能与前面提到的当前门限值不同。例如,将门限值调整为第一阈值和第二阈值的平均值,那么,当前门限值就为第一阈值和第二阈值的平均值。
区别于现有技术,本实施方式公开的调整光纤振动检测门限值的方法包括:设置第一阈值以及第二阈值;取第一阈值和第二阈值之间的设定比例值作为门限值;根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值和第一阈值之间的设定比例值;或在目标光纤位置未振动时,将门限值调整为当前门限值和第二阈值之间的设定比例值。通过上述方式,能够得到一个合理的门限值,提高振动检测的准确率,并且在光纤振动预警中,能够有效的降低虚警的概率。
参阅图2,本发明调整光纤振动检测门限值的方法第二实施方式的流程示意图,该方法包括:
S201:将第一阈值和门限值设置为光纤振动的最大振幅值,将第二阈值设置为0。
其中,光纤振动的最大振幅值可以是历史获取的光纤振动幅度值中的最大值,也可以是***默认的最大值。
S202:根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动。若否,进行S203,若是,进行S204。
S203:将门限值调整为当前门限值的二分之一。并再次执行S202。
由于在S202中未检测到振动,说明门限值较高,需要下调门限值,这里下调二分之一仅为举例,在其他实施方式方式,可以下调预设的任意比例值。可选的,这里从S203到再次执行202,可以不立即执行,而是等待一段时间,例如10ms。
S204:将第一阈值更新为当前门限值。
若未进行S203,这里的第一阈值和门限值均为原始的光纤振动的最大振幅值,若进行过S203或多次进行过S203,则第一阈值和门限值可能就是光纤振动的最大振幅值的二分之一、四分之一或更小。
S205:取第一阈值和第二阈值之间的平均值作为门限值。
以上S201-S205相当于对门限值进行了粗调,即通过二分法先对较大的门限值进行一次或多次下调,以获得一个较为合适的门限值。
S206:根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动。若是,进行S207;若否,则进行S211。
S207:将门限值调整为当前门限值和第一阈值的平均值。
S208:将第二阈值更新为当前门限值。执行S209。
S209:判断第一阈值和第二阈值的差值是否大于第三阈值。若是,再次执行S206;若否,则执行S210。
这里主要是缩小第一阈值和第二阈值的差距,以将获得的门限值的误差减小,使门限值更加准确。
S210:将当前门限值作为经调整的门限值。
S211:将门限值调整为当前门限值和第二阈值的平均值。
S212:将第一阈值更新为当前门限值。执行S209。
下面以光纤振动预警为例对本实施方式进行详细说明:
向光纤一端通入光信号,光信号在传输过程中若遇到光纤外部的振动,即会发生反射,通过接受反射的光信号,并对光信号进行光电转换、模数转化等,通过光传播速度和时间可以得到振动位置,继而得到振动位置的信号振动幅度。
在光纤振动预警中,需要提前设置一门限值,当目标光纤位置的振动幅度大于该门限值时,可以认定该光纤位置发生振动,并发出警报。
具体地,在本实施方式中,根据S201,先设置第一阈值1000dB,第二阈值0dB,初始门限值与第一阈值1000dB相等。
在S202中,我们假设开始多次未检测出目标光纤位置有振动,即在S203中多次将门限值通过二分法下调,假设在将门限值调整为250dB时,在S202中检测出了振动。
在S204中,将第一阈值更新为当前门限值250dB,第二阈值保持为0dB。
在S205中,将门限值调整为第一阈值250dB和第二阈值0dB的平均值125dB。
在S206中,再次根据当前门限值125dB来判断目标光纤位置是否振动。
假设S206中的判断结果为是,进行S207,将门限值调整为当前门限值125dB和第一阈值250dB的平均值187.5dB,在S208中,将第二阈值更新为当前门限值187.5dB。
在S209中,判断第一阈值250dB和第二阈值187.5dB之间的差值是否超过第三阈值,若是,则回到S206继续对门限值进行调整,若否,则进行S210,确定门限值为187.5dB。
可选的,在具体实现中,为了保证门限值的精确,通常会将第三阈值设置的比较小,例如1dB。
可选的,在其他实施方式中,在S201中,还可以将初始的门限值设置为第二阈值0dB,即,S201-S204还可以是:
将第一阈值设置为光纤振动的最大振幅值,将第二阈值和门限值设置为0;根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值与第一阈值的平均值,并执行根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置未振动时,将第二阈值更新为当前门限值。
上述第一实施方式和第二实施方式可以称之为“核心门限调整”过程,下面介绍一下在“核心门限调整”过程之前的一些实施方式。
参阅图3,本发明调整光纤振动检测门限值的方法第三实施方式的流程示意图,该方法包括:
S31:采集多个光纤位置的振幅值。
S32:将多个光纤位置的振幅值与多个光纤位置的历史振幅值进行比较,以获取每个光纤位置的振幅值的变化幅度。
可选的,这里可以将获得的一个光纤位置的振幅值与该光纤位置的每个历史振幅值求差,每个差值就是变化幅度。
S33:判断是否有预设数量的光纤位置的振幅值的变化幅度大于预设值。若是,执行S34,若否,进行S31。
S34:核心门限调整。
本实施方式主要是用于开启上述第一、第二实施方式的一个判断过程,当光纤上出现多个位置的振幅变化巨大时,开始进行核心门限调整,即第一实施方式中的S11或第二实施方式中的S201。
参阅图4,本发明调整光纤振动检测门限值的方法第四实施方式的流程示意图,该方法包括:
S41:在第一设定时间内获得多个经调整的门限值时,将多个经调整的门限值的平均值作为参考门限值。
S42:在第二设定时间内获得多个参考门限值时,去掉多个参考门限值中的最大值和最小值,并计算剩余参考门限值的平均值,作为目标光纤位置的门限值。
其中,第二设定时间大于第一设定时间,第二设定时间由目标光纤位置的振动状况记录确定的。
本实施方式主要用于多次执行第一、第二实施方式中的核心门限调整,以通过求平均的方式减小误差。
例如,每小时执行10次“核心门限调整”,将10次获得的门限值求平均,以获得参考门限值。再重复执行6小时,以获得6个参考门限值,将6个参考门限值求平均,获得最终的门限值。
可选的,再对上述10个门限值或6个参考门限值求平均的时候,可以采用去掉其中的最大值和最小值,并将剩余的门限值或参考门限值求平均。
可选的,上述各个实施方式均选在光纤周围环境较为安静的时候进行。
参阅图5,本发明调整光纤振动检测门限值的装置一实施方式的结构示意图,该装置包括:
设置模块51,用于设置第一阈值以及第二阈值。
其中,第一阈值大于第二阈值。
调整模块52,用于取第一阈值和第二阈值之间的设定比例值作为门限值。
振动检测模块53,用于根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动。
调整模块52还用于在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值和第一阈值之间的设定比例值;以及
在目标光纤位置未振动时,将门限值调整为当前门限值和第二阈值之间的设定比例值。
本实施方式是基于上述各个实施方式的一装置,其实施原理、步骤类似,这里不再赘述。
可选的,在其他实施方式中,设置模块51还用于将第一阈值和门限值设置为光纤振动的最大振幅值,将第二阈值设置为0;调整模块52还用于在目标光纤位置未振动时,将门限值调整为当前门限值的二分之一,并令振动检测模块53根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;设置模块51还用于在目标光纤位置振动时,将第一阈值更新为当前门限值。
可选的,在其他实施方式中,设置模块51还用于将第一阈值设置为光纤振动的最大振幅值,将第二阈值和门限值设置为0;调整模块52还用于在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值与第一阈值的平均值,并令振动检测模块53根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;设置模块51还用于在目标光纤位置未振动时,将第二阈值更新为当前门限值。
可选的,在其他实施方式中,设置模块51还用于在门限值调整为当前门限值和第一阈值之间的设定比例值之后,将第二阈值更新为当前门限值;所述振动检测模块53还用于在第一阈值和第二阈值的差值是否大于第三阈值时,根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动。
可选的,在其他实施方式中,设置模块51还用于在门限值调整为当前门限值和第二阈值之间的设定比例值之后将第一阈值更新为当前门限值;所述振动检测模块53还用于在第一阈值和第二阈值的差值是否大于第三阈值时,根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动。
可选的,在其他实施方式中,所述调整模块52还用于在第一设定时间内获得多个经调整的门限值时,将多个经调整的门限值的平均值作为参考门限值;在第二设定时间内获得多个参考门限值时,去掉多个参考门限值中的最大值和最小值,并计算剩余参考门限值的平均值,作为目标光纤位置的门限值,其中,第二设定时间大于第一设定时间,第二设定时间由目标光纤位置的振动状况记录确定的。
参阅图6,本发明调整光纤振动检测门限值的设备一实施方式的结构示意图,该设备60包括处理器61、存储器62、接收器63以及发送器64。
可选的,该处理器61、存储器62、接收器63以及发送器64通过一条总线连接。
存储器62用于存储***文件、应用软件以及算法程序和各个光纤位置历史的振动幅度值、历史门限值等等数据。
接收器63可以是外部的信号处理器,例如APD光电转换器和ADC模数转换器,对光纤反射的光信号进行处理,并把处理好的信号发送给处理器61。
发送器64可以是显示器、扬声器或报警装置等输出信号的装置。
处理器63用于执行以下步骤:
设置第一阈值以及第二阈值;取第一阈值和第二阈值之间的设定比例值作为门限值;根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值和第一阈值之间的设定比例值;或在目标光纤位置未振动时,将门限值调整为当前门限值和第二阈值之间的设定比例值。
可选的,在其他实施方式中,处理器63还用于执行以下步骤:
在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值和第一阈值之间的设定比例值之后,将第二阈值更新为当前门限值;判断第一阈值和第二阈值的差值是否大于第三阈值;若是,则执行根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动;否则,将当前门限值作为经调整的门限值。或
在目标光纤位置未振动时,将门限值调整为当前门限值和第二阈值之间的设定比例值之后,将第一阈值更新为当前门限值;判断第一阈值和第二阈值的差值是否大于第三阈值;若是,则执行根据当前门限值判断目标光纤位置是否振动;否则,将当前门限值作为经调整的门限值。
可选的,在其他实施方式中,处理器63还用于执行以下步骤:
将第一阈值和门限值设置为光纤振动的最大振幅值,将第二阈值设置为0;根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置未振动时,将门限值调整为当前门限值的二分之一,并执行根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置振动时,将第一阈值更新为当前门限值。或
将第一阈值设置为光纤振动的最大振幅值,将第二阈值和门限值设置为0;根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置振动时,将门限值调整为当前门限值与第一阈值的平均值,并执行根据当前门限值检测目标光纤位置是否振动;在目标光纤位置未振动时,将第二阈值更新为当前门限值。
可选的,在其他实施方式中,处理器63还用于执行以下步骤:
在第一设定时间内获得多个经调整的门限值时,将多个经调整的门限值的平均值作为参考门限值;在第二设定时间内获得多个参考门限值时,去掉多个参考门限值中的最大值和最小值,并计算剩余参考门限值的平均值,作为目标光纤位置的门限值,其中,第二设定时间大于第一设定时间,第二设定时间由目标光纤位置的振动状况记录确定的。
可选的,在其他实施方式中,处理器63还用于执行以下步骤:
采集多个光纤位置的振幅值;将多个光纤位置的振幅值与多个光纤位置的历史振幅值进行比较,以获取每个光纤位置的振幅值的变化幅度;当有预设数量的光纤位置的振幅值的变化幅度大于预设值时,执行设置第一阈值以及第二阈值。
在本发明所提供的几个实施方式中,应该理解到,所揭露的方法以及设备,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外,在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述其他实施方式中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。