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相位敏感型光时域反射传感系统光学背景噪声的产生机理及其抑制方法 被引量：11
1
作者 张旭苹 张益昕 +3 位作者 王峰 单媛媛 孙振鉷 胡燕祝 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期73-86,共14页
相位敏感型光时域反射(Φ-OTDR)传感系统具有响应速度快、灵敏度高等优点,能够实现对微弱扰动的分布式检测,在重大设施的入侵警戒、大型工程结构的健康监测等领域具有广阔应用前景.然而,与传统的OTDR传感系统不同,Φ-OTDR系统中存在着... 相位敏感型光时域反射(Φ-OTDR)传感系统具有响应速度快、灵敏度高等优点,能够实现对微弱扰动的分布式检测,在重大设施的入侵警戒、大型工程结构的健康监测等领域具有广阔应用前景.然而,与传统的OTDR传感系统不同,Φ-OTDR系统中存在着激光器中心频率漂移、偏振相关的噪声、光纤应变与干涉强度非线性对应关系引起的测量失真等光学背景噪声,对有效信号的提取形成了不可忽视的干扰,从而限制了Φ-OTDR传感系统在实际应用环境下的传感性能.本文对这些光学背景噪声的产生机理进行了深入分析,并提出了相应的噪声抑制方法.实验结果表明,本文提出的方法可以有效抑制Φ-OTDR传感系统中的光学背景噪声,并显著提高传感系统性能. 展开更多
关键词 相位敏感型光时域反射 光学背景噪声 光源频漂 偏振相关噪声
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导线舞动条件下输电系统结构健康监测的光纤研究 被引量：20
2
作者 谢凯 张洪英 +9 位作者 赵衍双 田野 吕中宾 魏建林 柴全 刘艳磊 孟怡晨 张建中 杨军 苑立波 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第7期107-119,共13页
借助光纤光栅(FBG)、相位敏感型光时域反射计(Φ-OTDR)及基于拉曼散射的分布式温度传感器(DTS),对4km长的高压输电真型线路的健康监测进行研究。分析了导线舞动过程中输电塔架和输电导线的温度和应变的特征。利用安装在塔架结构上的104... 借助光纤光栅(FBG)、相位敏感型光时域反射计(Φ-OTDR)及基于拉曼散射的分布式温度传感器(DTS),对4km长的高压输电真型线路的健康监测进行研究。分析了导线舞动过程中输电塔架和输电导线的温度和应变的特征。利用安装在塔架结构上的104个FBG应变和温度传感器对塔架结构进行应变监测。利用Φ-OTDR及DTS,借助输电线路中现有的光纤复合架空地线(OPGW)内的通信光纤,实现了输电线路的舞动和温度的监测。三种光纤传感方案相互补充照应,实现了对整个输电系统结构健康监测。 展开更多
关键词 光纤光栅 相位敏感型光时域反射计 分布式温度传感器 输电系统 结构健康监测
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长距离海缆在线监测改进型C-OTDR系统 被引量：19
3
作者 张旭苹 陈晓红 +6 位作者 梁蕾 赵世松 何如龙 佟帅 王峰 邹宁睦 张益昕 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第13期3-14,共12页
海底光缆承载包括互联网、语音以及跨国公司专线业务等95%以上的国际通信业务,是国际信息化发展的主要载体,对其运行状态的监测具有非常重大的意义。针对下一代海缆系统在监测损耗的同时还需要对外部侵入事件提前预警的需求,设计一种融... 海底光缆承载包括互联网、语音以及跨国公司专线业务等95%以上的国际通信业务,是国际信息化发展的主要载体,对其运行状态的监测具有非常重大的意义。针对下一代海缆系统在监测损耗的同时还需要对外部侵入事件提前预警的需求,设计一种融合Φ-OTDR(Phase-sensitive Optical Time-Domain Reflectometry)的C-OTDR(Coherent Optical Time Domain Reflectometry)海缆在线监测系统,实现单跨距离为127 km的振动和损耗的同步监测。为了寻求Φ-OTDR和C-OTDR在偏振态问题上的冲突解决方案,提出一种基于偏振分集幅度的最优选择算法。采用所提算法可以有效抑制衰落噪声对传感系统的影响,保障对外部扰动事件的重构精度。水流冲击和锚害拖拽等湖试结果表明,本文所研制的改进型C-OTDR系统已经达到设计效果。 展开更多
关键词 光通信 相干探测 相位敏感型光时域反射仪 偏振分集 海缆监测
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一种低成本的分布式光纤周界预警系统 被引量：5
4
作者 叶贯宇 江毅 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2019年第2期90-93,共4页
为了满足民用领域对周界安防的需求,提出了一种低成本的基于Φ-OTDR(相位敏感型光时域反射计)的分布式周界预警系统。使用内调制的方式产生光脉冲,同步采集和数字平均的方式采集、处理数据,结果表明系统能多点探测,在室内和室外分别达到... 为了满足民用领域对周界安防的需求,提出了一种低成本的基于Φ-OTDR(相位敏感型光时域反射计)的分布式周界预警系统。使用内调制的方式产生光脉冲,同步采集和数字平均的方式采集、处理数据,结果表明系统能多点探测,在室内和室外分别达到12 dB和8.5 dB的信噪比。通过FPGA与采样芯片结合,减少了成本,将测量时间降低为0.8 s;通过差值曲线取相对值方法,提高室外环境下信噪比0.78 dB;通过双阈值判断方式将漏报率降低到了8%。 展开更多
关键词 光纤传感器 周界预警 相位敏感型光时域反射计 分布式传感 背向瑞利散射 低成本
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φ-OTDR降噪处理的研究进展 被引量：4
5
作者 李柯 龚岩栋 张卓 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2022年第23期17-25,共9页
相位敏感型光时域反射仪(φ-OTDR)具有分布式传感、响应速度快、结构简单、检测距离长以及抗电磁干扰等特点,但在实际应用过程中,由于使用的是相干长度较长的光源,脉冲光的后向瑞利散射在光脉冲内部会发生干涉,且φ-OTDR受相干衰落、偏... 相位敏感型光时域反射仪(φ-OTDR)具有分布式传感、响应速度快、结构简单、检测距离长以及抗电磁干扰等特点,但在实际应用过程中,由于使用的是相干长度较长的光源,脉冲光的后向瑞利散射在光脉冲内部会发生干涉,且φ-OTDR受相干衰落、偏振衰落以及共模噪声等因素的影响,信噪比会急剧下降。因此,从φ-OTDR的工作原理入手,总结分析了近年来降低φ-OTDR系统各类噪声的方法,并对φ-OTDR系统降噪的未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 光纤光学 传感 相位敏感型光时域反射仪 噪声 信噪比
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基于经验模态分解与巴特沃斯滤波的Φ-OTDR去噪算法
6
作者 彭红焘 王梦琦 +2 位作者 何文波 吕晓萌 李喜 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第13期212-217,共6页
针对Φ-OTDR光纤传感器采集到的原始信号中含有大量噪声、数据信噪比低的问题,提出一种基于经验模态分解和区间迭代不变阈值的光纤传感信号噪声去除方法。该方法从信号的时间尺度特征出发进行信号分解,无需预先设定基函数,同时采用标准... 针对Φ-OTDR光纤传感器采集到的原始信号中含有大量噪声、数据信噪比低的问题,提出一种基于经验模态分解和区间迭代不变阈值的光纤传感信号噪声去除方法。该方法从信号的时间尺度特征出发进行信号分解,无需预先设定基函数,同时采用标准的巴特沃斯滤波器对本征模态分量进行滤波处理。设计仿真实验进行测试,结果表明,该方法对人工敲击信号和机械振动信号的信噪比提升分别为3.01 dB和5.12 dB,能有效抑制原始信号数据的噪声,从而提高Φ-OTDR系统的灵敏度。 展开更多
关键词 相位敏感型光时域反射仪 降噪算法 信噪比 经验模态分解 巴特沃斯滤波器
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一种融合Φ-OTDR和MZI的PCCP断丝监测系统 被引量：2
7
作者 熊菲 屈博扬 +8 位作者 周廣南 王浩然 张旭苹 梁蕾 王金 赵世松 张道 王峰 张益昕 《光电子技术》 CAS 2023年第2期133-141,共9页
设计了一种融合相位敏感型光时域反射计(Φ-OTDR)和马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的预应力钢筋混凝土管(PCCP)断丝监测系统。通过引入优化的IQ解调算法,减少了40%以上的数据运算量。实验结果证明该系统的单端测量距离不低于20 km,频率响应不低... 设计了一种融合相位敏感型光时域反射计(Φ-OTDR)和马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的预应力钢筋混凝土管(PCCP)断丝监测系统。通过引入优化的IQ解调算法,减少了40%以上的数据运算量。实验结果证明该系统的单端测量距离不低于20 km,频率响应不低于20 kHz,空间定位误差在±2 m以内,具备长距离定位断丝故障和分辨振动事件特征频率的能力,为PCCP的全生命周期在线结构健康监测提供了一种可靠的技术手段。 展开更多
关键词 预应力钢筋混凝土管(PCCP) 相位敏感型光时域反射计(Φ-OTDR) 马赫-曾德尔干涉仪(MZI) 断丝监测
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基于双谱边际谱的Φ-OTDR临近双振源定位方法
8
作者 施羿 王原野 赵雷 《光通信技术》 北大核心 2020年第1期14-19,共6页
针对相位敏感型光时域反射仪(Φ-OTDR)系统无法分别定位间距小于其脉冲宽度的临近双振源的问题,通过分析临近双振源条件下Φ-OTDR信号的高次谐波特征及其在空间中的分布特性,提出一种基于双谱边际谱的定位方法。该方法在不改变硬件器件... 针对相位敏感型光时域反射仪(Φ-OTDR)系统无法分别定位间距小于其脉冲宽度的临近双振源的问题,通过分析临近双振源条件下Φ-OTDR信号的高次谐波特征及其在空间中的分布特性,提出一种基于双谱边际谱的定位方法。该方法在不改变硬件器件的情况下,可提高Φ-OTDR系统对临近双振源的分辨能力。实验测试表明:在200 ns脉冲宽度下(对应20 m空间分辨率),无论双振源以不同频率还是以相同频率振动,该方法均能分辨并分别定位相距5 m的2个振源。该研究工作将促进Φ-OTDR在管道安全监测以及结构健康监测中的应用。 展开更多
关键词 相位敏感型光时域反射仪 双谱 高次谐波 空间分辨率
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基于大功率超窄线宽单模光纤激光器的ф-光时域反射计光纤分布式传感系统 被引量：75
9
作者 谢孔利 饶云江 冉曾令 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期569-572,共4页
提出了一种基于大功率超窄线宽单模光纤激光器的ф-光时域反射计光纤分布式传感系统。传感光缆采用普通单模光纤制成的直径3 mm的细光缆,并埋设于室外。入侵者走在光缆上面或附近产生的压力(振动)导致光纤中瑞利散射光相位发生变化,由... 提出了一种基于大功率超窄线宽单模光纤激光器的ф-光时域反射计光纤分布式传感系统。传感光缆采用普通单模光纤制成的直径3 mm的细光缆,并埋设于室外。入侵者走在光缆上面或附近产生的压力(振动)导致光纤中瑞利散射光相位发生变化,由于干涉作用,光相位变化将引起光强度的变化,通过实时将当前时刻的-光时域反射计后向瑞利散射信号与其前一时刻(时间间隔0.1 s)的后向瑞利散射信号连续相减检测这种干涉效应来定位入侵位置。经适当的数据处理后,该传感系统定位精度可达到50 m(为目前报道的-光时域反射计传感系统最高定位精度),定位范围可达到14 km,信噪比约为12 dB,且灵敏度较高。该系统可望能广泛用于军事基地、国界、核设施及监狱等重要场所的安全防范。 展开更多
关键词 光纤光学 光纤分布式传感 光时域反射计 相位敏感光时域反射计 入侵检测
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相位敏感光时域反射分布式光纤传感技术 被引量：68
10
作者 张旭苹 丁哲文 +6 位作者 洪瑞 陈晓红 梁蕾 张驰 王峰 邹宁睦 张益昕 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期93-107,共15页
由于散射光的相位变化对外部扰动极其敏感,相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)技术具有高响应速度、超高灵敏等特点。相比现有的其他分布式光纤传感技术,Φ-OTDR技术在环境适应性与光缆布设的便捷性方面有明显的优势。本文介绍Φ-OTDR系统的... 由于散射光的相位变化对外部扰动极其敏感,相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)技术具有高响应速度、超高灵敏等特点。相比现有的其他分布式光纤传感技术,Φ-OTDR技术在环境适应性与光缆布设的便捷性方面有明显的优势。本文介绍Φ-OTDR系统的原理、结构、性能及应用情况,并对其发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 光纤光学 分布式光纤传感 相位敏感光时域反射仪 扰动监测 声波监测
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Φ-OTDR分布式光纤传感监测技术的研究进展 被引量：32
11
作者 刘建霞 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2013年第8期193-198,共6页
相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)因其优良的综合性能成为目前最主要的入侵和振动分布式传感监测方法之一。总结了Φ-OTDR分布式光纤传感监测系统的光源技术、传感头技术和信号解调技术的研究进展,对各部分的最新研究成果进行了评述,对其... 相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)因其优良的综合性能成为目前最主要的入侵和振动分布式传感监测方法之一。总结了Φ-OTDR分布式光纤传感监测系统的光源技术、传感头技术和信号解调技术的研究进展,对各部分的最新研究成果进行了评述,对其创新性和存在的问题进行了分析。阐述了微分振幅检波技术和直接相位解调技术的工作原理,并对两种解调方法进行了比较:微分振幅检波技术从散斑图样来解调相位信息是艰难的,它是一种非直接的、定性的测量方法;直接相位解调技术是一种直接的、定量的测量方法,可以应用于动态测量以及光纤水听器中,但受相干散斑衰落的影响较大。最后展望了基于Φ-OTDR的分布式光纤传感监测技术的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光学 分布式光纤传感器 相位敏感光时域反射计 微分振幅检波 直接相位解调
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用于光纤围栏入侵告警的频谱分析快速模式识别 被引量：32
12
作者 王照勇 潘政清 +3 位作者 叶青 蔡海文 瞿荣辉 方祖捷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期159-164,共6页
相位敏感光时域反射计(Ф-OTDR)在光纤围栏等动态传感领域具有重要的应用,快速、有效地对入侵信号分类识别有着十分重要的意义。基于频谱分析提出了一种称为频谱欧氏距离法(EDFS)的快速模式识别方法。该方法通过短时平移差分和短时能量... 相位敏感光时域反射计(Ф-OTDR)在光纤围栏等动态传感领域具有重要的应用,快速、有效地对入侵信号分类识别有着十分重要的意义。基于频谱分析提出了一种称为频谱欧氏距离法(EDFS)的快速模式识别方法。该方法通过短时平移差分和短时能量法对Ф-OTDR的解调信号进行提取,确定待分析数据段;对数据段进行归一化和快速傅里叶变换,获得信号的频谱特征;计算信号频谱与预先生成的模板之间的欧氏距离对入侵信号进行分类、识别。采用三种入侵信号对该方法的有效性和实时性进行了实验验证。结果表明,该模式识别方法可以有效识别扰动信号,识别时间小于传统的动态时域规划模式识别方法耗时的1/10。同时,该方法所需训练样本较少,对环境噪声有一定程度的抑制作用。 展开更多
关键词 传感器 模式识别与特征提取 傅里叶变换 相位敏感光时域反射计
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新型高灵敏分布式光纤入侵监测系统 被引量：29
13
作者 罗俊 饶云江 +1 位作者 岳剑锋 冉曾令 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1123-1128,共6页
首次提出了一种基于纤维增强塑料(FRP)传感光缆的新型高灵敏相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)分布式光纤入侵监测系统。该方案中传感系统光源采用价格比较便宜且使用比较广泛的窄线宽DFB激光器,并采用光纤饱和体吸收法来压窄激光器的线宽... 首次提出了一种基于纤维增强塑料(FRP)传感光缆的新型高灵敏相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)分布式光纤入侵监测系统。该方案中传感系统光源采用价格比较便宜且使用比较广泛的窄线宽DFB激光器,并采用光纤饱和体吸收法来压窄激光器的线宽以增强后向瑞丽散射光的干涉效果;在传感光缆部分使用新型的FRP封装的特殊传感光缆,该光缆拥有比普通通信光缆高得多的应力敏感性;并且应用小波分析方法对得到的传感信号进行降噪处理,有效地提高了系统的信噪比。通过以上改进提高了系统对微扰远程定位检测的准确度和灵敏度。实验结果表明该传感系统在2km和6km处均能获得较高信噪比的扰动信号,能有效地预报和定位微扰的发生,由于该系统成本得到有效的控制,可能是目前国际上性价比最好的Φ-OTDR分布式光纤入侵监测系统,可望在入侵监测中获得广泛的应用。 展开更多
关键词 分布式光纤传感器 相位敏感光时域反射计 光纤饱和体吸收法 入侵监测 小波分析
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一种基于相位敏感光时域反射计的多参量振动传感器 被引量：29
14
作者 梁可桢 潘政清 +3 位作者 周俊 叶青 蔡海文 瞿荣辉 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期119-123,共5页
提出了一种基于数字相干检测和维纳滤波技术的相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)。在该技术中,实时解调出了沿光纤链路散射回的瑞利信号电场的振幅和相位。通过分析解调出的振幅和相位,检测到了位于3.5km传感光纤上的一个由压电陶瓷(PZT)... 提出了一种基于数字相干检测和维纳滤波技术的相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)。在该技术中,实时解调出了沿光纤链路散射回的瑞利信号电场的振幅和相位。通过分析解调出的振幅和相位,检测到了位于3.5km传感光纤上的一个由压电陶瓷(PZT)所产生的正弦振动信号的位置、频率和强度。应用维纳滤波降低了由激光器的相位噪声和探测器加性噪声引起的相位波动。系统的空间分辨率为5m。 展开更多
关键词 传感器 相位敏感光时域反射计 光纤传感 相干检测 维纳滤波
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相位敏感光时域反射仪研究和应用进展 被引量：28
15
作者 叶青 潘政清 +6 位作者 王照勇 卢斌 魏芳 瞿荣辉 蔡海文 赵浩 方祖捷 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1-14,共14页
国家重大基础设施和关键区域的安全,对于保障经济发展、国家安全、社会稳定和人民生活具有极其重要的意义。基于相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统在入侵探测、周界安防和基础设施安全监控等方面具有独特的技术优... 国家重大基础设施和关键区域的安全,对于保障经济发展、国家安全、社会稳定和人民生活具有极其重要的意义。基于相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统在入侵探测、周界安防和基础设施安全监控等方面具有独特的技术优势,近年来受到各国科技界和工业界的广泛关注。详述了本课题组近10年来在该领域的研究成果,包括Φ-OTDR定量化相位解调技术、信号干涉衰落的机理研究、超高频率响应带宽系统、超高空间分辨率系统、低噪声窄线宽单频激光器和激光扫频技术等方面的进展;介绍了Φ-OTDR系统在周界安防和铁路安全监测等领域的工程应用,并对Φ-OTDR的国内外发展趋势进行了简要的评述。 展开更多
关键词 光纤光学 相位敏感光时域反射仪 定量化相位解调 周界安防 窄线宽单频激光器
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基于Φ-OTDR的光纤分布式传感信号处理及应用 被引量：27
16
作者 吴慧娟 刘欣雨 饶云江 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2021年第13期31-51,共21页
基于相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)原理的光纤分布式振动/声传感(DVS/DAS)技术在国家基础设施及城市安全监测中发挥着重要作用,但受城区强噪声背景、多源干扰及未知地埋条件的影响,DVS/DAS对目标事件检测识别的准确率成为制约其规模及应... 基于相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)原理的光纤分布式振动/声传感(DVS/DAS)技术在国家基础设施及城市安全监测中发挥着重要作用,但受城区强噪声背景、多源干扰及未知地埋条件的影响,DVS/DAS对目标事件检测识别的准确率成为制约其规模及应用的最大技术瓶颈。因此,在电子科技大学光纤光学研究中心对DVS/DAS硬件技术研究的基础上,分析了目前光纤DVS/DAS信号处理的难点问题,回顾了近年来DVS/DAS信噪分离、基于机器学习模型的多维信号检测识别算法的研究进展及重要应用案例,并对DVS/DAS信号处理的发展方向及趋势进行了展望。 展开更多
关键词 测量与计量 相位敏感光时域反射 光纤传感 信号处理 安全监测
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基于多尺度一维卷积神经网络的光纤振动事件识别 被引量：25
17
作者 吴俊 管鲁阳 +2 位作者 鲍明 许耀华 叶炜 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期76-83,共8页
针对相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)分布式光纤振动传感系统如何对振动事件进行高效准确识别的问题,本文提出了一种基于多尺度一维卷积神经网络(MS 1-D CNN)的振动事件识别方法。该方法将原始振动信号经过预加重、归一化和谱减降噪的预处... 针对相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)分布式光纤振动传感系统如何对振动事件进行高效准确识别的问题,本文提出了一种基于多尺度一维卷积神经网络(MS 1-D CNN)的振动事件识别方法。该方法将原始振动信号经过预加重、归一化和谱减降噪的预处理操作后得到的一维信号,直接通过MS 1-D CNN实现端到端的振动信号特征的提取和识别。MS1-DCNN在提取入侵振动信号特征时可兼顾信号时间和频率尺度,利用全连接层(FClayer)和Softmax层完成最终的识别过程,与二维卷积神经网络(2-D CNN)和一维卷积神经网络(1-D CNN)相比减少了待定参数数量。对破坏、敲击和干扰三类目标振动事件的光纤振动传感信号识别结果表明,MS 1-D CNN的识别正确率与2-D CNN相近,达到了96%以上,而处理速度提升一倍,在保持识别性能的前提下,有利于提高振动事件识别的实时性。 展开更多
关键词 分布式光纤振动传感 多尺度一维卷积神经网络 相位敏感光时域反射 振动事件识别 模式识别
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Φ-OTDR分布式光纤传感系统的关键技术研究 被引量：21
18
作者 杨斌 皋魏 席刚 《光通信研究》 北大核心 2012年第4期19-22,共4页
提出了一种基于Φ-OTDR(相位敏感光时域反射计)技术的Φ-OTDR分布式光纤振动传感技术,该技术能够方便地进行入侵定位。介绍了Φ-OTDR分布式光纤振动传感系统的传感机理,论述了光纤传感采集系统的硬件和软件设计。试验结果表明,该系统可... 提出了一种基于Φ-OTDR(相位敏感光时域反射计)技术的Φ-OTDR分布式光纤振动传感技术,该技术能够方便地进行入侵定位。介绍了Φ-OTDR分布式光纤振动传感系统的传感机理,论述了光纤传感采集系统的硬件和软件设计。试验结果表明,该系统可对通信光缆不同位置的入侵事件自动识别预警,显示险情位置,测量距离大于60km,定位精度10m。 展开更多
关键词 分布式光纤传感系统 相位敏感光时域反射计 周界安防
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基于Ф-OTDR和POTDR结合的分布式光纤微扰传感系统 被引量：20
19
作者 李建中 饶云江 +1 位作者 冉曾令 谢孔利 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1108-1113,共6页
提出了一种ф-OTDR和POTDR相结合的分布式光纤微扰传感系统.该系统将窄线宽DFB激光器作为传感光源同时应用到ф-OTDR和POTDR中,在不增加成本的前提下使两种系统合为一体,可同时检测传输光脉冲的相位和偏振态的变化,并使它们并行运行以... 提出了一种ф-OTDR和POTDR相结合的分布式光纤微扰传感系统.该系统将窄线宽DFB激光器作为传感光源同时应用到ф-OTDR和POTDR中,在不增加成本的前提下使两种系统合为一体,可同时检测传输光脉冲的相位和偏振态的变化,并使它们并行运行以提高传感系统对微扰远程定位检测的准确度,从而大幅减小误判率和漏报率.同时采用小波分析的方法来降低传感信号的噪音以进行后续的处理.实验结果表明,传感系统在14km处获得具有较高信噪比的扰动信号,同时系统的空间分辨率也达到了50m. 展开更多
关键词 分布式光纤传感 相位敏感光时域反射计 偏振光时域反射计 小波变换 光缆监测
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基于异构加速的Φ-OTDR实时信号处理系统 被引量：19
20
作者 盛庆华 俞钊 +3 位作者 卢斌 李竹 叶青 张泽鑫 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期136-146,共11页
针对相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)信号处理复杂、计算量大、实时性要求高的特点,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)异构加速计算技术的Φ-OTDR实时信号处理系统。对外差探测式Φ-OTDR信号处理流程进行分析与分解,提出基于FPGA的滑... 针对相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)信号处理复杂、计算量大、实时性要求高的特点,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)异构加速计算技术的Φ-OTDR实时信号处理系统。对外差探测式Φ-OTDR信号处理流程进行分析与分解,提出基于FPGA的滑动窗数据帧分割、多通道并行快速傅里叶变换(FFT)计算、频域滤波、短时能量求和等一系列加速计算方法。该系统最终实现在40 km光纤传感距离、2 kHz重复频率与1 m采样间隔下的长时间、实时扰动信号解调与显示,并且具有80%的帧重叠率。该FPGA系统作为异构加速器,能够减轻计算机数据处理压力,保证传感系统高重复频率下的运算实时性,为系统可靠性和稳定性提供了有效保障。 展开更多
关键词 光计算 并行处理 异构加速计算 相位敏感光时域反射计 现场可编程门阵列 短时能量
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