一種應(yīng)用于光纖預(yù)警系統(tǒng)中的自適應(yīng)噪聲抵消裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于光纖預(yù)警系統(tǒng)中的自適應(yīng)噪 聲抵消裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 油氣管道極易遭受人為破壞，如何精確的確定油氣管道被破壞的位置成為一個(gè)越 來(lái)越重要的問(wèn)題。
[0003]目前，光纖傳感技術(shù)逐漸被應(yīng)用于確定油氣管道被破壞的位置這一過(guò)程中，但是 由于針對(duì)土壤震動(dòng)信號(hào)的分析和處理，采用如統(tǒng)計(jì)模式等方法對(duì)其進(jìn)行模式對(duì)比，但因?yàn)?油氣管道的土壤振動(dòng)信號(hào)存在多種特征交迭、背景噪音雜亂、不同信號(hào)特征相似度較大等 特點(diǎn)，所采集的信號(hào)中信噪比特別低，無(wú)法為油氣管道被破壞的位置的確定提供準(zhǔn)確的信 息，繼而造成虛警率過(guò)高，導(dǎo)致管道維護(hù)人員無(wú)法獲取準(zhǔn)確的地點(diǎn)信息，人力物力浪費(fèi)嚴(yán) 重。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在在確定油氣管道被破壞的位置時(shí)所采集的信號(hào)中信噪比特 別低的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)提供一種應(yīng)用于光纖預(yù)警系統(tǒng)中的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，用以 解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在確定油氣管道被破壞的位置時(shí)所采集的信號(hào)中信噪比特別低的 技術(shù)問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于光纖預(yù)警系統(tǒng)中的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，包括：
[0007] 混合光信號(hào)接口，用于接收所述光纖預(yù)警系統(tǒng)中光纖傳感器單元采集的混合光信 號(hào)；
[0008] 光電轉(zhuǎn)換單元，與所述混合光信號(hào)接口相連，用于將所述混合光信號(hào)轉(zhuǎn)換為混合 電信號(hào)；
[0009]自適應(yīng)濾波器，與所述光電轉(zhuǎn)換單元相連，用于對(duì)所述混合電信號(hào)進(jìn)行濾波處理， 獲得處理后的混合電信號(hào)；
[0010] 第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，與所述自適應(yīng)濾波器相連，用于將所述處理后的混合電信號(hào) 轉(zhuǎn)換為混合數(shù)字信號(hào)；
[0011] 噪聲信號(hào)接口，用于接收與所述光纖傳感器單元對(duì)應(yīng)的麥克風(fēng)采集的環(huán)境噪聲信 號(hào)；
[0012] 第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，與所述噪聲信號(hào)接口相連，用于將所述環(huán)境噪聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為 環(huán)境噪聲數(shù)字信號(hào)；
[0013] 數(shù)字信號(hào)處理器，分別與所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連， 用于根據(jù)所述環(huán)境噪聲數(shù)字信號(hào)對(duì)所述混合數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，以去除所述混合數(shù)字信號(hào) 中的環(huán)境噪聲。
[0014] 可選地，所述自適應(yīng)噪聲抵消裝置還包括低通濾波器，所述低通濾波器設(shè)置于所 述噪聲信號(hào)接口和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元之間，用于對(duì)所述環(huán)境噪聲信號(hào)進(jìn)行濾波處理。
[0015] 可選地，所述數(shù)字信號(hào)處理器還包括一輸出接口，所述輸出接口與所述光纖預(yù)警 系統(tǒng)中的光纖預(yù)警系統(tǒng)的定位單元相連，用于將從所述混合數(shù)字信號(hào)中去除噪聲而獲得的 有用信號(hào)輸出到所述定位單元中，使得所述定位單元根據(jù)所述有用信號(hào)定位有用信號(hào)源。
[0016] 可選地，所述光纖傳感器單元具體為光纖聲音傳感器和/或光纖振動(dòng)傳感器。
[0017] 可選地，所述光電轉(zhuǎn)換單元具體為光信號(hào)-電信號(hào)轉(zhuǎn)換器。
[0018] 可選地，所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元具體為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0019] 可選地，所述數(shù)字信號(hào)處理器在根據(jù)所述環(huán)境噪聲數(shù)字信號(hào)對(duì)所述混合數(shù)字信號(hào) 進(jìn)行處理時(shí)，所采用的算法為時(shí)變步長(zhǎng)參數(shù)的LMS算法。
[0020] 可選地，所述時(shí)變步長(zhǎng)參數(shù)的LMS算法的變步長(zhǎng)y的公式為：
[0021]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種應(yīng)用于光纖預(yù)警系統(tǒng)中的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，其特征在于，包括： 混合光信號(hào)接口，用于接收所述光纖預(yù)警系統(tǒng)中光纖傳感器單元采集的混合光信號(hào)； 光電轉(zhuǎn)換單元，與所述混合光信號(hào)接口相連，用于將所述混合光信號(hào)轉(zhuǎn)換為混合電信 號(hào)； 自適應(yīng)濾波器，與所述光電轉(zhuǎn)換單元相連，用于對(duì)所述混合電信號(hào)進(jìn)行濾波處理，獲得 處理后的混合電信號(hào)； 第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，與所述自適應(yīng)濾波器相連，用于將所述處理后的混合電信號(hào)轉(zhuǎn)換 為混合數(shù)字信號(hào)； 噪聲信號(hào)接口，用于接收與所述光纖傳感器單元對(duì)應(yīng)的麥克風(fēng)采集的環(huán)境噪聲信號(hào)； 第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，與所述噪聲信號(hào)接口相連，用于將所述環(huán)境噪聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為環(huán)境 噪聲數(shù)字信號(hào)； 數(shù)字信號(hào)處理器，分別與所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元相連，用于 根據(jù)所述環(huán)境噪聲數(shù)字信號(hào)對(duì)所述混合數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，W去除所述混合數(shù)字信號(hào)中的 環(huán)境噪聲。
2. 如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，其特征在于，所述自適應(yīng)噪聲抵消裝置 還包括低通濾波器，所述低通濾波器設(shè)置于所述噪聲信號(hào)接口和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元之 間，用于對(duì)所述環(huán)境噪聲信號(hào)進(jìn)行濾波處理。
3.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器還包 括一輸出接口，所述輸出接口與所述光纖預(yù)警系統(tǒng)中的定位單元相連，用于將從所述混合 數(shù)字信號(hào)中去除噪聲而獲得的有用信號(hào)輸出到所述定位單元中，使得所述定位單元根據(jù)所 述有用信號(hào)定位有用信號(hào)源。
4.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，其特征在于，所述光纖傳感器單元具體 為光纖聲音傳感器和/或光纖振動(dòng)傳感器。
5.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，其特征在于，所述光電轉(zhuǎn)換單元具體為 光信號(hào)-電信號(hào)轉(zhuǎn)換器。
6. 如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，其特征在于，所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元具 體為模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
7.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理器在根 據(jù)所述環(huán)境噪聲數(shù)字信號(hào)對(duì)所述混合數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，所采用的算法為時(shí)變步長(zhǎng)參數(shù) 的LMS算法。
8.如權(quán)利要求7所述的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，其特征在于，所述時(shí)變步長(zhǎng)參數(shù)的LMS算 法的變步長(zhǎng)y的公式為：
其中為算法所取的初始步長(zhǎng)，x(n)為濾波器的輸入。
9.如權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，其特征在于，所述時(shí)變步長(zhǎng)參數(shù)的LMS算 法為： 時(shí)刻根據(jù)濾波器的輸入x(n)來(lái)時(shí)刻調(diào)整算法的步長(zhǎng)U(n)，x(n)與穩(wěn)態(tài)誤差成正比，
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種應(yīng)用于光纖預(yù)警系統(tǒng)中的自適應(yīng)噪聲抵消裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的在確定油氣管道被破壞的位置時(shí)所采集的信號(hào)中信噪比特別低的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明公開(kāi)的自適應(yīng)噪聲抵消裝置包括混合光信號(hào)接口、光電轉(zhuǎn)換單元、自適應(yīng)濾波器、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、噪聲信號(hào)接口、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信號(hào)處理器，提高了混合光信號(hào)的信噪比，從而保證了光纖預(yù)警系統(tǒng)中定位單元能夠根據(jù)數(shù)字信號(hào)處理器輸出的信號(hào)精確、快速地定位噪聲源，維護(hù)油氣管道安全，避免虛警率過(guò)高。
【IPC分類】F17D5-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104791612
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510128687
【發(fā)明人】張金權(quán), 焦書浩, 王飛, 劉素杰, 王贏, 楊依光, 楊文明, 厲宇, 趙鋒, 郭戈, 李剛, 趙巖, 王磊, 趙鐵, 龔禮岳
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油天然氣管道局, 中國(guó)石油天然氣管道通信電力工程總公司
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月23日