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面向分布式光纤拉曼测温的新型温度解调方法 被引量：25
1
作者 张明江 李健 +5 位作者 刘毅 张建忠 李云亭 黄琦 刘瑞霞 杨帅军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期213-220,共8页
为提高分布式光纤拉曼测温系统的测量速度和测量准确度,提出了一种自补偿光纤损耗及光纤色散的温度解调方法,并进行了实验验证。该方法对斯托克斯与反斯托克斯后向散射信号进行了损耗修正,避免了测温前对整条传感光纤进行定标处理的过程... 为提高分布式光纤拉曼测温系统的测量速度和测量准确度,提出了一种自补偿光纤损耗及光纤色散的温度解调方法,并进行了实验验证。该方法对斯托克斯与反斯托克斯后向散射信号进行了损耗修正,避免了测温前对整条传感光纤进行定标处理的过程,减小了系统的运行时间;采用色散补偿平移算法对斯托克斯后向散射信号的位置进行修正,获得了与反斯托克斯后向散射信号相同位置处的斯托克斯后向散射信号的强度,降低了光纤色散对温度解调的影响,提高了系统的测温准确度。实验结果表明,当光纤传感距离为5.8km时,温度波动由9.01℃下降到0.57℃,测温准确度由5.50℃优化至0.87℃。 展开更多
关键词 光通信 分布式光纤传感 拉曼测温 光纤色散补偿 光纤损耗
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分布式拉曼测温系统中APD盖革模式控制 被引量：2
2
作者 许卫鹏 韩广源 +2 位作者 杨世强 李云亭 张明江 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2015年第8期995-998,共4页
研究分布式拉曼光纤测温系统中雪崩光电二极管(avalanche photo diode,APD)于盖革模式的增益特性,以实现对微弱后向拉曼散射光的探测与响应。设计了APD的温度偏压控制系统,确保其可以长期稳定地工作于盖革模式。实验研究了APD暗电流和... 研究分布式拉曼光纤测温系统中雪崩光电二极管(avalanche photo diode,APD)于盖革模式的增益特性,以实现对微弱后向拉曼散射光的探测与响应。设计了APD的温度偏压控制系统,确保其可以长期稳定地工作于盖革模式。实验研究了APD暗电流和偏置电压,以及外界温度对其增益的影响。结果表明,可以通过调节APD的偏置电压和工作温度,使其达到最大增益,即工作在盖革模式。利用STM32单片机,设计了APD温度偏压控制系统,通过精密控制温度变化,同步改变APD两端偏压的变化,进而可将APD准确控制于盖革模式。 展开更多
关键词 拉曼测温 盖革模式 暗电流 极限增益
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拉曼测温系统的数据采集与处理 被引量：1
3
作者 王家宁 衣文索 +1 位作者 牛卫丛 张叶浩 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2018年第1期48-52,共5页
为解决拉曼测温系统后端采集速度过慢和噪声的问题,利用FPGA主卡和AD采集子卡设计了一款高速采集系统,来对测量到的温度进行采集和处理。分布式测温系统中的反斯托克斯光对温度变化比较敏感,通过采集该信号来得到温度的变化,但是由于该... 为解决拉曼测温系统后端采集速度过慢和噪声的问题,利用FPGA主卡和AD采集子卡设计了一款高速采集系统,来对测量到的温度进行采集和处理。分布式测温系统中的反斯托克斯光对温度变化比较敏感,通过采集该信号来得到温度的变化,但是由于该信号比较微弱,需要进行放大滤波处理。高速采集系统采集频率为100MHz,空间分辨率可达到1m。 展开更多
关键词 拉曼测温 高速采集 信号处理 FPGA
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高速光纤拉曼测温的数据采集系统
4
作者 徐为 王瑞红 《黑龙江科技学院学报》 CAS 2010年第2期150-154,共5页
为解决目前传感系统中信号处理系统实时性差的问题,应用新型的可编程器件和DSP器件实现分布式光纤温度传感信号的高速采集和实时处理。系统以新型的DSP器件BF533为控制核心,应用可编程器件FPGA对斯托克斯和反斯托克斯原始信号进行高速... 为解决目前传感系统中信号处理系统实时性差的问题,应用新型的可编程器件和DSP器件实现分布式光纤温度传感信号的高速采集和实时处理。系统以新型的DSP器件BF533为控制核心,应用可编程器件FPGA对斯托克斯和反斯托克斯原始信号进行高速采集和并行数据处理,预处理结果由DSP进行精确的数值计算。系统具有USB数据存储和液晶显示功能,还可通过高速网络接口将测量数据发送到监控计算机。实验结果表明:该系统测量速度快、测温精度高,可实现高性能的温度测量。 展开更多
关键词 拉曼测温 BF533 FPGA 并行数据处理
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基于分布式光纤拉曼测温系统的核电一回路泄漏点监测技术 被引量：14
5
作者 邢豪健 乔秋晓 金钟燮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期161-167,共7页
为了能对核能发电站内反应堆冷却系统管道的泄漏情况进行实时监测及高精度定位,利用拉曼散射效应和光时域反射技术构建了分布式光纤测温系统,结合特定规则的传感光纤布设方式,实现管道外壁温度场的全覆盖式实时在线监测.通过实验验证,... 为了能对核能发电站内反应堆冷却系统管道的泄漏情况进行实时监测及高精度定位,利用拉曼散射效应和光时域反射技术构建了分布式光纤测温系统,结合特定规则的传感光纤布设方式,实现管道外壁温度场的全覆盖式实时在线监测.通过实验验证,当泄露发生导致二维平面内某区域的温度异常达到预先设置的阈值时,监测系统会依据布线规则对该点进行位置解码并标记,从而实现二维平面的精确定位.实验得到的定位精度为0.5m,并显著降低了误报可能性,可极大的提高管道外表面温度异常点的定位精度. 展开更多
关键词 分布式光纤拉曼测温系统 定位 泄漏 精度 监测
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光纤拉曼测温系统的温度标定及设计考虑 被引量：13
6
作者 (北京航空航天大学电子工程系,北京100083) 刘建胜 李铮 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1168-1171,共4页
分布式光纤拉曼测温系统的重要参量之一是其温度测量精度 ,系统的温度标定对温度测量精度有着极其重要的影响。从该类系统的工作原理出发揭示了进行温度标定的物理原因及其对系统测温精度的影响程度。
关键词 光纤拉曼测温系统 温度标定 设计 测量精度 温度测量
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基于EEMD—小波阈值的分布式测温系统的研究 被引量：3
7
作者 黄健 宋树祥 +4 位作者 杨军 黎标幸 周龙 徐隆 龙彪 《电子测量技术》 北大核心 2022年第11期104-108,共5页
在分布式拉曼测温系统中,所包含的温度信息的反斯托克斯光比较微弱,容易被噪声掩盖,且传统的去噪方法容易滤除掉系统的原始特征,因此针对上述问题,本文采用EEMD结合小波阈值降噪的去噪方法,在保留信息原始特征的情况下,极大的提高系统... 在分布式拉曼测温系统中,所包含的温度信息的反斯托克斯光比较微弱,容易被噪声掩盖,且传统的去噪方法容易滤除掉系统的原始特征,因此针对上述问题,本文采用EEMD结合小波阈值降噪的去噪方法,在保留信息原始特征的情况下,极大的提高系统的信噪比(SNR)和系统的测温精度。仿真证明,该算法在1 dB的噪声下,信噪比提高了2.3 dB。实验结果表明,系统的测量精度提升了76.11%。通过单独的小波阈值降噪处理,系统在测温光纤的熔接点的温度曲线是1℃以上的波动范围,而通过该算法后,系统解调温度波动范围在0.5℃左右,最后通过实验证明该算法不影响系统的空间分辨率。 展开更多
关键词 小波阈值 EEMD 分布式拉曼测温系统 去噪
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全天时绝对测温激光雷达的多通道纯转动拉曼分光系统
8
作者 李仕春 王旭 +4 位作者 张鹏辉 辛文辉 华灯鑫 胡向龙 宋跃辉 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第13期125-134,共10页
为实现大气温度廓线的全天时绝对探测,基于N_(2)分子的精细纯转动拉曼谱线结构,本课题组提出并设计了多通道纯转动拉曼激光雷达分光系统。采用F-P干涉仪(FPI)作为频率梳滤波器,考虑FPI膜层损耗和镜面缺陷,精细匹配N_(2)分子anti-Stokes... 为实现大气温度廓线的全天时绝对探测,基于N_(2)分子的精细纯转动拉曼谱线结构,本课题组提出并设计了多通道纯转动拉曼激光雷达分光系统。采用F-P干涉仪(FPI)作为频率梳滤波器,考虑FPI膜层损耗和镜面缺陷,精细匹配N_(2)分子anti-Stokes分支的纯转动拉曼谱线,实现了FPI结构及性能参数的优化,并有效滤除了太阳背景噪声及邻近谱线信号;结合衍射光栅和光纤线阵列,通过两级光谱滤光对弹性散射信号实现了约60 dB的抑制率,有效提取了8通道偶转动量子数(J=6~20)的拉曼光谱信号,以直接反演大气温度;基于标准大气模型,对8通道纯转动拉曼分光系统的信号功率及信噪比进行了仿真,并分析了全天时绝对测温激光雷达的探测性能。结果表明,在累积时间为17 min时,该系统实现白天信噪比优于10的探测高度可达到1.8 km,反演温度1 K偏差对应的高度达0.8 km,可实现全天时大气温度廓线的无校正探测。 展开更多
关键词 遥感 激光雷达 纯转动拉曼绝对测温 F-P干涉仪 精细拉曼谱结构 无校正探测
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