一种应用于光纤预警系统中的自适应噪声抵消装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及数字信号处理领域，尤其涉及一种应用于光纤预警系统中的自适 应噪声抵消装置。
【背景技术】
[0002] 油气管道极易遭受人为破坏，如何精确的确定油气管道被破坏的位置成为一个越 来越重要的问题。
[0003] 目前，光纤传感技术逐渐被应用于确定油气管道被破坏的位置这一过程中，但是 由于针对土壤震动信号的分析和处理，采用如统计模式等方法对其进行模式对比，但因为 油气管道的土壤振动信号存在多种特征交迭、背景噪音杂乱、不同信号特征相似度较大等 特点，所采集的信号中信噪比特别低，无法为油气管道被破坏的位置的确定提供准确的信 息，继而造成虚警率过高，导致管道维护人员无法获取准确的地点信息，人力物力浪费严 重。
[0004] 因此，现有技术中存在在确定油气管道被破坏的位置时所采集的信号中信噪比特 别低的技术问题。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型实施例通过提供一种应用于光纤预警系统中的自适应噪声抵消装置， 用以解决现有技术中存在的在确定油气管道被破坏的位置时所采集的信号中信噪比特别 低的技术问题。
[0006] 本实用新型实施例提供了一种应用于光纤预警系统中的自适应噪声抵消装置，包 括：
[0007] 混合光信号接口，用于接收所述光纤预警系统中光纤传感器单元采集的混合光信 号；
[0008] 光电转换单元，与所述混合光信号接口相连，用于将所述混合光信号转换为混合 电信号；
[0009] 自适应滤波器，与所述光电转换单元相连，用于对所述混合电信号进行滤波处理， 获得处理后的混合电信号；
[0010] 第一模数转换单元，与所述自适应滤波器相连，用于将所述处理后的混合电信号 转换为混合数字信号；
[0011] 噪声信号接口，用于接收与所述光纤传感器单元对应的麦克风采集的环境噪声信 号；
[0012] 第二模数转换单元，与所述噪声信号接口相连，用于将所述环境噪声信号转换为 环境噪声数字信号；
[0013] 数字信号处理器，分别与所述第一模数转换单元和所述第二模数转换单元相连， 用于根据所述环境噪声数字信号对所述混合数字信号进行处理，以去除所述混合数字信号 中的环境噪声。
[0014] 可选地，所述自适应噪声抵消装置还包括低通滤波器，所述低通滤波器设置于所 述噪声信号接口和所述第二模数转换单元之间，用于对所述环境噪声信号进行滤波处理。
[0015] 可选地，所述数字信号处理器还包括一输出接口，所述输出接口与所述光纤预警 系统中的光纤预警系统的定位单元相连，用于将从所述混合数字信号中去除噪声而获得的 有用信号输出到所述定位单元中，使得所述定位单元根据所述有用信号定位有用信号源。
[0016] 可选地，所述光纤传感器单元具体为光纤声音传感器和/或光纤振动传感器。
[0017] 可选地，所述光电转换单元具体为光信号-电信号转换器。
[0018] 可选地，所述第一模数转换单元具体为模数转换器。
[0019] 本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优 占.
[0020] 1、由于采用了先对混合光信号送入自适应滤波器进行滤波处理，再送入数字信号 处理器中进行处理的技术方案，提高了混合光信号的信噪比，为光纤预警系统精确地确定 信号源提供了有力地保障。
[0021] 2、由于采用了数字信号处理器根据环境噪声信号对混合光信号进行处理，需要 计算的函数简单，无需进行矩阵运算，运算速度快，精度高，从而进一步提高了在确定油气 管道被破坏的位置时所采集的信号的信噪比，从而保证了光纤预警系统中定位单元能够精 确、快速地定位噪声源，维护油气管道安全，避免虚警率过高。
【附图说明】
[0022] 图1为本实用新型实施例提供的光纤预警系统中的自适应噪声抵消装置的示意 图；
[0023] 图2为本实用新型实施例提供的自适应滤波器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 本实用新型提供了一种应用于光纤预警系统中的自适应噪声抵消装置，用以解决 现有技术中存在的在确定油气管道被破坏的位置时所采集的信号中信噪比特别低的技术 问题。
[0025] 请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的光纤预警系统中的自适应噪声抵消 装置的示意图，如图1所示，该自适应噪声抵消装置包括：
[0026] 混合光信号接口，用于接收所述光纤预警系统中光纤传感器单元采集的混合光信 号，光纤传感器单元具体可以为光纤声音传感器和/或光纤振动传感器，当然，也可以为其 他合适的传感器，在此不做限制；在实际应用中，光纤传感器单元可以设置在油气管道中需 要进行监测的位置，例如，每个光纤传感器单元会有自己的唯一的编号，从而使得光纤预警 系统能够根据该光纤传感器单元传回的信号，确定该光纤传感器单元的位置，在本实施例 中，可以设定混合光信号接口接收的是设置于第一地点的第一光纤传感器单元采集的混合 光信号；
[0027] 光电转换单元，与所述混合光信号接口相连，用于将所述混合光信号转换为混合 电信号，光电转换单元具体可以是一个光信号-电信号转换器，从而能够将光纤传感器单 元采集到的经过调制的光信号转换为对应的电信号，在实际应用中，光信号-电信号转换 器已经被使用在多种场合被使用，在此就不再赘述了；
[0028] 自适应滤波器，与所述光电转换单元相连，用于对所述混合电信号进行滤波处理， 获得处理后的混合电信号，在本实施例中，请参考图2,图2为本实用新型实施例提供的自 适应滤波器的结构示意图，如图2所示，其中x(n)为自适应滤波器的输入信号，d(n)为期 望响应，y(n)为自适应滤波器的输出信号，e(n)为估计误差，当然，在实际应用中，自适应 滤波器还包括自适应算法，使得自适应滤波器能够根据估计误差信号e(n)控制滤波器的 滤波系数，继而使得自适应滤波器能够实现根据e(n)值"自动地"调整滤波特性，在此就不 再赘述了；
[0029] 第一模数转换单元，与所述自适应滤波器相连，用于将所述处理后的混合电信号 转换为混合数字信号，第一模数转换单元具体可以为模数转换器，模数转换器又被称为A/D 转换器（或称ADC;英文：analogtodigitalconverter)，其通过取样、保持、量化及编码 等4个步骤，即能够将将时间连续、幅值也连续的模拟量转换为时间离散、幅值也离散的数 字信号，在此就不再赘述了；
[0030] 噪声信号接口，用于接收与所述光纤传感器单元对应的麦克风采集的环境噪声信 号，在本实施例中，与光纤传感器单元对应的麦克风是指该麦克风与其对应的光纤传感器 单元设置在同一地点，该麦克风能够采集到与其对应的该光纤传感器单元所在地点附近的 环境噪声信号，例如，在本实施例中，设置于第一地点的第一麦克风与第一光纤传感器单元 是相互对应的，第一麦克风能够采集到该第一光纤传感器单元所在的第一地点的环境噪 声；
[0031] 第二模数转换单元，与所述第二光电转换单元相连，用于将所述环境噪声信号转 换为环境噪声数字信号，第二模数转换单元的硬件实现可以和第一模数转换单元一致，软 件方面如取样、编码等可以根据实际情况调整，以满足实际情况的需要，在此就不再赘述 了；
[0032] 数字信号处理器（简称：DSP;英文：digitalsignalprocessing)，分别与所述第 一模数转换单元和所述第二模数转换单元相连，用于根据所述环境噪声数字信号对所述混 合数字信号进行处理，以去除所述混合数字信号中的环境噪声。
[0033] 在具体实施过程中，所述自适应噪声抵消装置还包括低通滤波器，所述低通滤波 器设置于所述噪声信号接口和所述第二模数转换单元之间，用于对所述环境噪声信号进行 滤波处理。
[0034] 在具体实施过程中，所述数字信号处理器还包括一输出接口，所述输出接口与所 述光纤预警系统中的光纤预警系统的定位单元相连，用于将从所述混合数字信号中去除噪 声而获得的有用信号输出到所述定位单元中，使得所述定位单元根据所述有用信号定位有 用信号源，在本实施例中，若数字信号处理器输出的信号为有用信号，有用信号是