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基于希尔伯特-黄变换的双马赫-曾德分布式光纤传感振动定位方法
被引量：
8
1
作者
杨文晨
秦增光
+5 位作者
刘兆军
徐演平
李钊
渠帅
丛振华
王泽群
《中国光学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1410-1416,共7页
双马赫-曾德(M-Z)干涉仪系统因其光路简单、灵敏度高、频率响应宽等独特优势受到了广泛的关注及应用,但由于其非常容易受到外界环境噪声的影响,直接采取互相关计算方法获取扰动信号位置会导致较大的测量误差。本文提出了一种基于希尔伯...
双马赫-曾德(M-Z)干涉仪系统因其光路简单、灵敏度高、频率响应宽等独特优势受到了广泛的关注及应用,但由于其非常容易受到外界环境噪声的影响,直接采取互相关计算方法获取扰动信号位置会导致较大的测量误差。本文提出了一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)的数据信号处理方案用于实现高精度的分布式光纤振动定位检测。通过对接收到的两路光信号进行经验模态分解得到本征模函数,并对所有本征模函数进行希尔伯特变换叠加得到希尔伯特谱,从而可以清晰直观地提取到由振动信号引起的高相似度光信号信息,再通过互相关计算由振动信号引起的时间延迟,从而准确计算振动位置信息。相比于传统的直接互相关计算方法,本方法可以有效识别及提取双M-Z干涉仪系统中振动信号引起的特征信息,从而可以有效降低外界环境噪声对系统的影响,减小定位误差。本文对所提出的方法进行了相关理论分析,并搭建了双M-Z干涉仪系统进行相关实验验证。实验结果表明,与传统直接互相关方法相比,本方法可以有效减少互相关数据的计算量,同时该方法可以有效提高振动位置的定位精度,在2 km的传感光纤长度、10 MHz采样率下,定位精度可达10 m。本文提出的基于双马赫-曾德干涉仪系统的分布式光纤传感技术具有较高的实际应用价值。
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关键词
光纤传感
希尔伯特-黄变换
双马赫-曾德干涉仪
定位方法
端点检测
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职称材料
题名
基于希尔伯特-黄变换的双马赫-曾德分布式光纤传感振动定位方法
被引量：
8
1
作者
杨文晨
秦增光
刘兆军
徐演平
李钊
渠帅
丛振华
王泽群
机构
山东大学信息科学与工程学院
山东省激光技术与应用重点实验室
山东大学激光与红外系统集成技术教育部重点实验室
出处
《中国光学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期1410-1416,共7页
基金
山东省自然科学基金(No.ZR2020MF110,No.ZR2020MF118)。
文摘
双马赫-曾德(M-Z)干涉仪系统因其光路简单、灵敏度高、频率响应宽等独特优势受到了广泛的关注及应用,但由于其非常容易受到外界环境噪声的影响,直接采取互相关计算方法获取扰动信号位置会导致较大的测量误差。本文提出了一种基于希尔伯特-黄变换(HHT)的数据信号处理方案用于实现高精度的分布式光纤振动定位检测。通过对接收到的两路光信号进行经验模态分解得到本征模函数,并对所有本征模函数进行希尔伯特变换叠加得到希尔伯特谱,从而可以清晰直观地提取到由振动信号引起的高相似度光信号信息,再通过互相关计算由振动信号引起的时间延迟,从而准确计算振动位置信息。相比于传统的直接互相关计算方法,本方法可以有效识别及提取双M-Z干涉仪系统中振动信号引起的特征信息,从而可以有效降低外界环境噪声对系统的影响,减小定位误差。本文对所提出的方法进行了相关理论分析,并搭建了双M-Z干涉仪系统进行相关实验验证。实验结果表明,与传统直接互相关方法相比,本方法可以有效减少互相关数据的计算量,同时该方法可以有效提高振动位置的定位精度,在2 km的传感光纤长度、10 MHz采样率下,定位精度可达10 m。本文提出的基于双马赫-曾德干涉仪系统的分布式光纤传感技术具有较高的实际应用价值。
关键词
光纤传感
希尔伯特-黄变换
双马赫-曾德干涉仪
定位方法
端点检测
Keywords
optical fiber sensing
Hilbert-Huang transform
dual Mach-Zehnder interferometer
positioning method
endpoint detection
分类号
TP212.1 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于希尔伯特-黄变换的双马赫-曾德分布式光纤传感振动定位方法
杨文晨
秦增光
刘兆军
徐演平
李钊
渠帅
丛振华
王泽群
《中国光学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
8
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