KR20230075001A - Fiber-Optic Distributed Acoustic Sensor and measuring method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 분포형 광섬유 음향센서 및 그 음향측정방법에 관한 것으로서, 상세하게는 관심구간에 대한 음향신호의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있도록 된 분포형 광섬유 음향센서 및 그 음향측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a distributed optical fiber acoustic sensor and an acoustic measurement method thereof, and more particularly, to a distributed optical fiber acoustic sensor capable of improving detection accuracy of an acoustic signal for a section of interest and a acoustic measurement method thereof.
광섬유를 10km 내외의 장거리에 걸쳐 설치하여 운영하는 분포형 광섬유 센서는 국내 등록특허 제10-1223105호 등 다양하게 게시되어 있다.Distributed optical fiber sensors that install and operate optical fibers over long distances of around 10 km have been posted in various ways, such as Korean Patent No. 10-1223105.
이러한 분포형 광섬유 센서는 광섬유 내 산란현상을 이용하며, 이때 광섬유 케이블의 특정 위치에 작용하는 물리량에 따라 다르게 반사되어 돌아오는 광섬유 내 후방 산란광의 세기를 측정하는 것으로 온도 이외에도 변형 등 다양한 물리량을 검출하도록 구축될 수 있다..Distributed optical fiber sensors use the scattering phenomenon within the optical fiber, and measure the intensity of the backscattered light within the optical fiber that is reflected differently depending on the physical quantity acting on a specific position of the optical fiber cable. can be built...
이러한 분포형 광섬유 센서 중 레일레이(Rayleigh) 산란을 이용하는 광섬유 음향센서(DAS: Distributed Acoustic Sensor)가 있다.Among these distributed optical fiber sensors, there is a distributed acoustic sensor (DAS) using Rayleigh scattering.
광섬유 음향센서는 광섬유 내부를 진행하는 광으로부터 광섬유의 밀도의 불균일 분포에 기인하여 발생하는 산란광을 측정하는 센서로, 펄스광의 세기에 비례하는 후방 산란광을 얻을 수 있다. The optical fiber acoustic sensor is a sensor that measures scattered light generated from light traveling inside the optical fiber due to non-uniform distribution of the density of the optical fiber, and can obtain back scattered light proportional to the intensity of the pulsed light.
그런데, 단발 형태의 펄스광을 송출하는 광섬유 음향센서의 경우 잡음에 의한 측정정밀도가 떨어질 수 있어 신호대 잡음비를 더욱 향상시키면서 관심구간에 대한 검출 정밀도를 향상시킬 수 있는 방안이 요구되고 있다.However, in the case of an optical fiber acoustic sensor that transmits pulsed light in the form of a single shot, measurement accuracy due to noise may be deteriorated, so there is a need for a method that can improve the detection accuracy for the section of interest while further improving the signal-to-noise ratio.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 센싱광섬유의 일부 관심구간에 대한 측정 정밀도를 향상시킬 수 있도록 지원하는 분포형 광섬유 음향센서 및 그 음향측정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was invented to solve the above requirements, and the purpose of the present invention is to provide a distributed optical fiber acoustic sensor and its acoustic measurement method that support improving the measurement accuracy for a section of interest in a sensing optical fiber. .
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 분포형 광섬유 음향센서는 광을 출사하는 광원부와; 상기 광원부에서 출사되어 입력단으로 입력된 광을 센싱단으로 출력하고, 상기 센싱단에서 역으로 진행하는 광을 검출단으로 출력하는 광써큘레이터와; 상기 센싱단에 접속되어 측정대상 영역에 분포되게 설치된 센싱광섬유와; 상기 광써큘레이터의 검출단에서 출력되는 레일레이 역산란광을 검출하는 광검출부와; 상기 센싱광섬유 전체 영역에 대한 음향신호를 검출하는 전구간검출모드에서는 상기 광원부에서 기준 임펄스광이 출력되게 제어하여 상기 광검출부로부터 수신된 기준 임펄스 응답신호를 저장하고, 상기 센싱광섬유에 대해 관심구간으로 설정된 영역에 대해서만 필터링된 파인 응답신호를 얻는 관심구간검출모드에서는 상기 기준 임펄스 응답신호에 관심구간 필터링 함수가 반영된 관심구간필터링 광신호가 상기 광원부에서 출력되게 제어하여 상기 광검출부에서 관심구간에 대응하여 출력되는 파인 응답신호로부터 상기 센싱광섬유의 관심구간에 대한 음향신호를 처리하는 제어유니트;를 구비한다.In order to achieve the above object, a distributed optical fiber acoustic sensor according to the present invention includes a light source unit for emitting light; an optical circulator for outputting light emitted from the light source unit and input through an input terminal to a sensing terminal, and outputting light traveling backward from the sensing terminal to a detection terminal; sensing optical fibers connected to the sensing end and installed to be distributed in a measurement target area; a photodetector for detecting Rayleigh back-scattered light output from the detection end of the optical circulator; In the full-duration detection mode for detecting the acoustic signal for the entire area of the sensing optical fiber, the light source unit controls the output of reference impulse light, stores the reference impulse response signal received from the optical detection unit, and sets the sensing optical fiber as a section of interest. In the ROI detection mode in which a fine response signal filtered only for a region is obtained, the ROI filtering optical signal in which the ROI filtering function is reflected in the reference impulse response signal is controlled to be output from the light source unit, and the photodetector outputs corresponding to the ROI and a control unit that processes the acoustic signal for the section of interest of the sensing optical fiber from the fine response signal.
또한, 상기 제어유니트는 상기 기준 임펄스광 또는 상기 관심구간 필터링 광신호에 대응되는 파형신호를 생성하여 상기 광원부에 출력하는 주파수 복합신호 생성부와; 상기 전구간 검출모드에서는 상기 기준 임펄스광에 대응되는 파형신호가 생성되게 상기 주파수 복합신호 생성부를 제어하고, 상기 관심구간 검출모드에서는 상기 관심구간 필터링 광신호에 대응되는 파형 신호가 생성되게 상기 주파수 복합신호 생성부를 제어하며, 상기 광검출부에서 출력되는 신호를 처리하는 신호처리부;를 구비한다.In addition, the control unit may include a frequency composite signal generating unit generating a waveform signal corresponding to the reference impulse light or the ROI filtering optical signal and outputting the generated waveform signal to the light source unit; In the full section detection mode, the frequency composite signal generating unit is controlled to generate a waveform signal corresponding to the reference impulse light, and in the section of interest detection mode, the frequency composite signal is generated to generate a waveform signal corresponding to the section of interest filtered optical signal. and a signal processing unit which controls the generator and processes the signal output from the photodetector.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제어유니트는 상기 전구간 검출모드에서 검출된 기준 임펄스 응답신호로부터 설정된 이벤트에 대응되는 음향신호가 발생된 구간에 대해 관심구간으로 설정하고, 설정된 관심구간에 대해 상기 관심구간 검출모드를 수행한다.According to one aspect of the present invention, the control unit sets a section of interest for a section in which an acoustic signal corresponding to a set event is generated from the reference impulse response signal detected in the full section detection mode as a section of interest, and sets the section of interest to the set section of interest. Execute section detection mode.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 분포형 광섬유 음향센서의 음향 측정방법은 가. 상기 광원부에서 기준 임펄스광이 출력되게 제어하여 상기 광검출부로부터 상기 센싱광섬유 전체 영역에 대한 기준 임펄스 응답신호를 수신하여 저장하는 단계와; 나. 상기 센싱광섬유의 일부 영역에 대해서만 필터링된 파인 응답신호를 상기 광검출부로부터 얻도록 상기 센싱광섬유에 대해 관심구간을 설정하는 단계와; 다. 상기 기준 임펄스 응답신호에 상기 관심구간에 해당하는 관심구간 필터링 함수가 반영된 관심구간필터링 광신호가 상기 광원부에서 출력되게 제어하는 단계와; 라. 상기 광검출부에서 출력되는 파인 응답신호를 수신하는 단계;를 포함한다.In addition, in order to achieve the above object, the acoustic measurement method of the distributed optical fiber acoustic sensor according to the present invention is a. controlling the output of the reference impulse light from the light source unit to receive and store the reference impulse response signal for the entire area of the sensing optical fiber from the photodetector; me. setting a period of interest for the sensing optical fiber so as to obtain a filtered fine response signal from the optical detector only for a partial area of the sensing optical fiber; all. controlling a region-of-interest filtering optical signal in which a region-of-interest filtering function corresponding to the region of interest is reflected in the reference impulse response signal is output from the light source unit; la. and receiving a fine response signal output from the photodetector.
본 발명에 따른 분포형 광섬유 음향센서 및 그 음향측정방법에 의하면, 센싱광섬유의 분포영역 중 관심구간에 대한 필터링된 응답신호를 얻을 수 있어 관심구간에 대한 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다. According to the distributed optical fiber acoustic sensor and its acoustic measurement method according to the present invention, it is possible to obtain a filtered response signal for the section of interest among the distribution area of the sensing optical fiber, thereby providing an advantage of improving measurement accuracy for the section of interest. .
도 1은 본 발명에 따른 분포형 광섬유 음향센서를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 분포형 광섬유 음향센서의 관심구간 음향측정 과정을 나타내 보인 플로우도이고,
도 3은 도 1의 센싱광섬유의 관심구간에 대해 응답신호를 얻기 위해 적용되는 관심구간 필터링 함수를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a distributed optical fiber acoustic sensor according to the present invention,
Figure 2 is a flow diagram showing the process of measuring the sound of the segment of interest of the distributed optical fiber acoustic sensor of Figure 1,
FIG. 3 is a diagram for explaining a filtering function for a section of interest applied to obtain a response signal for a section of interest of the sensing optical fiber of FIG. 1 .
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분포형 광섬유 음향센서 및 그 음향측정방법을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a distributed optical fiber acoustic sensor and a method for measuring acoustics thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 분포형 광섬유 음향센서를 나타내 보인 도면이다.1 is a view showing a distributed optical fiber acoustic sensor according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 분포형 광섬유 음향센서(100)는 광원부(110), 광써큘레이터(120), 센싱광섬유(130), 광검출부(140), 제어유니트(160) 및 출력부(180)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the distributed optical fiber
광원부(110)는 제어유니트(160)로부터의 제어신호에 대응하는 광을 출사한다.The
광원부(110)는 광원(112) 및 파형발생부(114)로 구축되어 있다.The
광원(112)은 파형발생부(114)에서 출력되는 파형에 대응되는 광을 출력한다.The
파형발생부(114)는 제어유니트(160)의 주파수 복합신호 생성부(161)에서 출력되는 파형신호에 대응되는 파형의 광이 출사되게 광원(112)을 구동한다. The
광써큘레이터(120)는 광원부(110)에서 출사되어 입력단(120a)으로 입력된 광을 센싱단(120b)으로 출력하고, 센싱단(120b)에서 역으로 진행하는 광을 검출단(120c)으로 출력한다.The
센싱광섬유(130)는 광써큘레이터(120)의 센싱단(120b)에 접속되어 측정대상 영역에 분포되게 설치되어 있다.The sensing
센싱광섬유(130)는 음향신호를 수신하여 진단에 이용하기 위한 시설물 예를 들면, 변압기, 수전반 및 배전반과 같은 함체 내부의 장착대상 요소들에 장착될 수 있다.The sensing
광검출부(140)는 광써큘레이터(120)의 검출단(120c)에서 출력되는 레일레이 역산란광을 검출하여 전기적 신호로 출력한다. 여기서 레일레이 역산란광은 센싱광섬유(130)에서 입사된 펄스광에 대응되어 산란되어 역으로 진행되어 센싱단(120b) 및 검출단(120c)을 통해 출력되는 광신호이다.The
광검출부(140)에는 검출단(120c)에서 출력되는 광으로부터 레일레이 역산란광을 필터링하는 파장필터와 파장필터에서 출력되는 광의 세기에 대응되는 전기적 신호를 출력하는 광검출기로 구축될 수 있다.The
제어유니트(160)는 전구간 검출모드와 관심구간 검출모드에 대응되는 광이 광원부(110)에서 출사되게 제어하고, 광검출부(140)에서 수신된 음향신호를 처리한다.The
제어유니트(160)는 센싱광섬유(130) 전체 영역에 대한 음향신호를 검출하는 전구간검출모드에서는 광원부(110)에서 기준 임펄스광(Pa)이 출력되게 제어하여 광검출부(140)로부터 수신된 기준 임펄스 응답신호(h(t))를 저장하고, 센싱광섬유(130)에 대해 관심구간으로 설정된 영역에 대해서만 필터링된 파인 응답신호(hdesign(t))를 얻는 관심구간검출모드에서는 기준 임펄스 응답신호(h(t))에 관심구간 필터링 함수(gdesign(t))가 반영된 관심구간필터링 광신호(Pb)가 광원부(110)에서 출력되게 제어하여 광검출부(140)에서 관심구간에 대응하여 출력되는 파인 응답신호(hdesign(t))로부터 센싱광섬유(130)의 관심구간에 대한 음향신호를 처리한다.The
제어유니트(160)는 주파수 복합신호 생성부(161)와, 신호처리부(170)를 구비한다.The
주파수 복합신호 생성부(161)는 기준 임펄스광(Pa) 또는 관심구간 필터링 광신호(Pb)에 대응되는 파형신호를 생성하여 광원부(110)에 출력한다.The frequency composite
여기서, 기준 임펄스광(Pa)은 도 1에 도시된 바와 같이 사각펄스형태의 파형을 갖는 단펄스이며, 관심구간 필터링 광신호(Pb)는 센싱광섬유(130)에 대해 관심구간 이외의 영역에 대해서는 응답신호를 상쇄시키고, 관심구간에 대해서만 응답신호를 생성할 수 있도록 생성된 신호를 말한다. Here, the reference impulse light Pa is a short pulse having a square pulse shape waveform as shown in FIG. It refers to a signal generated to cancel the response signal and generate a response signal only for the section of interest.
신호처리부(170)는 센싱광섬유(130)에서 음향에 대응되어 역으로 반사되는 레일레이 역산란광에 대해 광검출부(140)에서 출력되는 신호로부터 센싱광섬유(130)의 위치별 음향신호를 분석처리하고, 분석처리결과를 출력부(180)를 통해 출력한다.The
또한, 신호처리부(170)는 전구간 검출모드에서는 기준 임펄스광(Pa)에 대응되는 파형신호가 생성되게 주파수 복합신호 생성부(161)를 제어하고, 관심구간 검출모드에서는 관심구간 필터링 광신호(Pb)에 대응되는 파형 신호가 생성되게 주파수 복합신호 생성부(161)를 제어하며, 광검출부(140)에서 출력되는 신호를 처리한다.In addition, the
신호처리부(170)는 전구간 검출모드에서 검출된 기준 임펄스 응답신호로부터 설정된 이벤트에 대응되는 음향신호가 발생된 구간에 대해 관심구간으로 설정하고, 설정된 관심구간에 대해 관심구간 검출모드를 수행하도록 구축될 수 있다. 여기서, 이벤트는 수신된 음향신호의 레벨이 설정된 기준 레벨 이상 검출된 경우, 특정 주파수 대역의 음향신호가 수신된 경우 등 진단하고자 하는 환경에 따라 적절하게 적용하면 된다. 이러한 신호 처리부(170)의 측정과정을 도 2를 통해 설명한다.The
먼저, 전구간 검출모드용 기준임펄스광(Pa)이 광원부(110)에서 출력되게 제어하고(단계 210), 광검출부(140)로부터 센싱광섬유(130) 전체 영역에 대한 기준 임펄스 응답신호(h(t))를 수신하여 저장한다(단계 220).First, the reference impulse light (Pa) for all detection modes is controlled to be output from the light source unit 110 (step 210), and the reference impulse response signal (h(t) for the entire area of the sensing
이후, 수신된 기준 임펄스 응답신호(h(t))로부터 분석된 음향신호에 설정된 이벤트가 발생했는 지를 판단한다(단계 230). 단계 230에서 이벤트에 대응되는 음향신호가 발생된 영역을 관심구간으로 설정한다(단계 240).Thereafter, it is determined whether a set event has occurred in the acoustic signal analyzed from the received reference impulse response signal h(t) (step 230). In
이후, 광원부(110)를 제어하여 설정된 관심구간에 대응되는 관심구간 필터링 광신호가 출력되게 하고(단계 250), 관심구간에 대해 광검출부(140)로부터 수신된 파인응답 신호로 음향을 측정한다(단계 260).Thereafter, the
이러한 측정과정은 설정된 측정 주기마다 수행하도록 구축될 수 있다.This measurement process may be constructed to be performed at each set measurement period.
한편, 출력부(180)는 전송대상 수신처로 생성정보를 송신하는 통신인터페이스 또는 생성정보를 표시하는 표시부가 적용될 수 있다.Meanwhile, the
이하에서는 이러한 분포형 광섬유 음향센서(100)의 관심구간 정밀 측정과정을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a process of precisely measuring the region of interest of the distributed optical fiber
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 x방향으로 연장된 전체 센싱광섬유(130)에서 관심 구간을 설정한 경우 대응되는 관심시간(t0, t1)은 아래의 수학식 1과 같다.First, as shown in FIG. 3, a section of interest is determined from all sensing
또한, 앞서 설명된 기준 임펄스광(Pa)에 대한 센싱광섬유(130)의 응답신호인 기준 임펄스 응답신호 에 앞서 설명된 관심구간 필터링함수()가 컨벌루션(convolution)된 형태의 파인 응답신호(hdesign(t))는 에서만 값을 갖도록 를 적용하면 되고, 이를 반영한 제1조건이 아래의 수학식2로 표현된다.In addition, a reference impulse response signal that is a response signal of the sensing
여기서, ★는 컨벌루션(convolution) 연산자, rect는 도 3에 도시된 바와 같이 to와 t1 사이 구간에서만 1의 값을 갖는 사각함수이다. Here, ★ is a convolution operator, and rect is a square function having a value of 1 only in the interval between to and t1 as shown in FIG. 3 .
상기 수학식2를 푸리에(Fourier)변환을 통해 시간영역에서 응답신호를 주파수 영역의 전달함수로 변경하면 아래의 수학식3과 같이 표현된다.If the response signal in the time domain is changed to a transfer function in the frequency domain through Equation 2 through Fourier transform, it is expressed as Equation 3 below.
여기서, F는 푸리에 변환을 의미하고, H(f)는 h(t)에 대해 퓨리에 변환된 함수, 는 에 대해 퓨리에 변환된 함수를 의미한다.Here, F means Fourier transform, H(f) is a Fourier transform function for h(t), Is It means the Fourier transform function for .
따라서, 관심구간 필터링함수()에 대해 주파수 영역에 대해서는 위 수학식 3을 통해 미리 측정한 와, 알고 있는 값을 이용하여 를 산출하고, 이를 시간함수로 변환하여 를 관심구간 필터링함수로 적용하여 앞서 설명된 바와 같은 관심구간 필터링 광신호를 생성하면 된다.Therefore, the interest interval filtering function ( ) For the frequency domain, pre-measured through Equation 3 above wow, you know using the value Calculate and convert it into a time function Apply as the ROI filtering function to generate the POI filtering optical signal as described above.
이상에서 설명된 분포형 광섬유 음향센서 및 그 음향측정방법에 의하면, 센싱광섬유의 분포영역 중 관심구간에 대한 필터링된 응답신호를 얻을 수 있어 관심구간에 대한 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다. According to the above-described distributed optical fiber acoustic sensor and its acoustic measurement method, it is possible to obtain a filtered response signal for the section of interest among the distribution area of the sensing optical fiber, thereby providing an advantage of improving the measurement precision for the section of interest. .
110: 광원부 120: 광써큘레이터
130: 센싱광섬유 140: 광검출부
160: 제어유니트 180: 출력부110: light source unit 120: optical circulator
130: sensing optical fiber 140: light detection unit
160: control unit 180: output unit
Claims (7)
상기 광원부에서 출사되어 입력단으로 입력된 광을 센싱단으로 출력하고, 상기 센싱단에서 역으로 진행하는 광을 검출단으로 출력하는 광써큘레이터와;
상기 센싱단에 접속되어 측정대상 영역에 분포되게 설치된 센싱광섬유와;
상기 광써큘레이터의 검출단에서 출력되는 레일레이 역산란광을 검출하는 광검출부와;
상기 센싱광섬유 전체 영역에 대한 음향신호를 검출하는 전구간검출모드에서는 상기 광원부에서 기준 임펄스광이 출력되게 제어하여 상기 광검출부로부터 수신된 기준 임펄스 응답신호를 저장하고, 상기 센싱광섬유에 대해 관심구간으로 설정된 영역에 대해서만 필터링된 파인 응답신호를 얻는 관심구간검출모드에서는 상기 기준 임펄스 응답신호에 관심구간 필터링 함수가 반영된 관심구간필터링 광신호가 상기 광원부에서 출력되게 제어하여 상기 광검출부에서 관심구간에 대응하여 출력되는 파인 응답신호로부터 상기 센싱광섬유의 관심구간에 대한 음향신호를 처리하는 제어유니트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 분포형 광섬유 음향센서.a light source unit that emits light;
an optical circulator for outputting light emitted from the light source unit and input through an input terminal to a sensing terminal, and outputting light traveling backward from the sensing terminal to a detection terminal;
sensing optical fibers connected to the sensing end and installed to be distributed in a measurement target area;
a photodetector for detecting Rayleigh back-scattered light output from the detection end of the optical circulator;
In the full-duration detection mode for detecting the acoustic signal for the entire area of the sensing optical fiber, the light source unit controls the output of reference impulse light, stores the reference impulse response signal received from the optical detection unit, and is set as a section of interest for the sensing optical fiber. In the ROI detection mode in which a fine response signal filtered only for a region is obtained, the ROI filtering optical signal in which the ROI filtering function is reflected in the reference impulse response signal is controlled to be output from the light source unit to be output corresponding to the ROI from the photodetector. A distributed optical fiber acoustic sensor comprising a control unit for processing an acoustic signal for a section of interest of the sensing optical fiber from a fine response signal.
상기 기준 임펄스광 또는 상기 관심구간 필터링 광신호에 대응되는 파형신호를 생성하여 상기 광원부에 출력하는 주파수 복합신호 생성부와;
상기 전구간 검출모드에서는 상기 기준 임펄스광에 대응되는 파형신호가 생성되게 상기 주파수 복합신호 생성부를 제어하고, 상기 관심구간 검출모드에서는 상기 관심구간 필터링 광신호에 대응되는 파형 신호가 생성되게 상기 주파수 복합신호 생성부를 제어하며, 상기 광검출부에서 출력되는 신호를 처리하는 신호처리부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 분포형 광섬유 음향센서.The method of claim 1, wherein the control unit
a frequency composite signal generation unit for generating a waveform signal corresponding to the reference impulse light or the ROI filtering optical signal and outputting the generated waveform signal to the light source unit;
In the full section detection mode, the frequency composite signal generation unit is controlled to generate a waveform signal corresponding to the reference impulse light, and in the section of interest detection mode, the frequency composite signal is generated to generate a waveform signal corresponding to the section of interest filtered optical signal. Distributed optical fiber acoustic sensor, characterized in that it comprises a signal processor for controlling the generator and processing the signal output from the photodetector.
상기 전구간 검출모드에서 검출된 기준 임펄스 응답신호로부터 설정된 이벤트에 대응되는 음향신호가 발생된 구간에 대해 관심구간으로 설정하고, 설정된 관심구간에 대해 상기 관심구간 검출모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 분포형 광섬유 음향센서.The method of claim 2, wherein the control unit
Distributed type characterized in that a section in which an acoustic signal corresponding to an event set from the reference impulse response signal detected in the full section detection mode is generated is set as a section of interest, and the section of interest detection mode is performed for the set section of interest. Fiber optic acoustic sensor.
아래의 제1조건을 만족하고,
여기서, 는 상기 기준 임펄스 응답신호이고, t0 및 t1은 관심구간에 대응하는 관심 시간이며, ★는 컨벌루션(convolution) 연산자 이고, rect는 to와 t1 사이 관심구간에서만 1의 값을 갖는 사각함수이며,
상기 신호처리부는 상기 제1조건을 이용하여 알고 있는 상기 기준 임펄스 응답신호와 사각함수 값을 이용하여 상기 관심구간 필터링 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 분포형 광섬유 음향센서.The method of claim 3, wherein the interest interval filtering function ( )Is
Satisfy the first condition below,
here, is the reference impulse response signal, and t0 and t1 are intervals of interest is the time of interest corresponding to , ★ is a convolution operator, rect is a square function with a value of 1 only in the interval of interest between to and t1,
The distributed optical fiber acoustic sensor, characterized in that the signal processing unit calculates the interest section filtering function using the reference impulse response signal known using the first condition and a square function value.
가. 상기 광원부에서 기준 임펄스광이 출력되게 제어하여 상기 광검출부로부터 상기 센싱광섬유 전체 영역에 대한 기준 임펄스 응답신호를 수신하여 저장하는 단계와;
나. 상기 센싱광섬유의 일부 영역에 대해서만 필터링된 파인 응답신호를 상기 광검출부로부터 얻도록 상기 센싱광섬유에 대해 관심구간을 설정하는 단계와;
다. 상기 기준 임펄스 응답신호에 상기 관심구간에 해당하는 관심구간 필터링 함수가 반영된 관심구간필터링 광신호가 상기 광원부에서 출력되게 제어하는 단계와;
라. 상기 광검출부에서 출력되는 파인 응답신호를 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 분포형 광섬유 음향센서의 음향 측정방법.A light source unit for emitting light, an optical circulator for outputting light emitted from the light source unit and input to an input terminal to a sensing unit, and outputting light traveling backward from the sensing unit to a detection unit, connected to the sensing unit, Sensing optical fibers installed to be distributed in the area to be measured, a light detector detecting the Rayleigh back-scattered light output from the detection end of the optical circulator, and measuring the sound of the area where the sensing optical fiber is installed from the signal output from the light output unit In the acoustic measurement method of a distributed optical fiber acoustic sensor having a control unit to
go. controlling the output of the reference impulse light from the light source unit to receive and store the reference impulse response signal for the entire area of the sensing optical fiber from the photodetector;
me. setting a period of interest for the sensing optical fiber so as to obtain a filtered fine response signal from the optical detector only for a partial area of the sensing optical fiber;
all. controlling a region-of-interest filtering optical signal in which a region-of-interest filtering function corresponding to the region of interest is reflected in the reference impulse response signal is output from the light source unit;
la. Acoustic measurement method of a distributed optical fiber acoustic sensor, characterized in that it comprises a; step of receiving a fine response signal output from the photodetector.
아래의 제1조건을 만족하고,
여기서, 는 상기 기준 임펄스 응답신호이고, t0 및 t1은 관심구간에 대응하는 관심 시간이며, ★는 컨벌루션(convolution) 연산자 이고, rect는 to와 t1 사이 구간에서만 1의 값을 갖는 사각함수이며, 상기 제1조건을 이용하여 알고 있는 기준 임펄스 응답신호와 사각함수 값을 이용하여 상기 관심구간 필터링 함수를 산출하는 것을 특징으로 하는 분포형 광섬유 음향센서의 음향측정방법.The method of claim 5, wherein the interest interval filtering function ( )Is
Satisfy the first condition below,
here, is the reference impulse response signal, and t0 and t1 are intervals of interest is the time of interest corresponding to , ★ is a convolution operator, rect is a square function having a value of 1 only in the interval between to and t1, and the reference impulse response signal and the square function value known using the first condition Acoustic measurement method of the distributed optical fiber acoustic sensor, characterized in that for calculating the interest section filtering function using.
[Claim 7] The acoustic measurement method of a distributed optical fiber acoustic sensor according to claim 6, wherein, in step B, a section in which an acoustic signal corresponding to an event set from the reference impulse response signal is generated is set as a section of interest.
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