基于移动方差平均与谱减法的通信光缆Φ-OTDR扰动定位

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作者 沈伟 胡欣 +3 位作者 张泽 鞠玲 吴健 黄怿 《电力工程技术》 北大核心 2025年第3期211-218,共8页

针对相位敏感光时域反射(phase sensitive-optical time domain reflectometry,Φ-OTDR)系统对电力通信光缆上扰动的定位易受环境噪声影响而导致定位信号信噪比低的问题,文中对基于移动方差平均与谱减法的Φ-OTDR定位技术进行研究。首先... 针对相位敏感光时域反射(phase sensitive-optical time domain reflectometry,Φ-OTDR)系统对电力通信光缆上扰动的定位易受环境噪声影响而导致定位信号信噪比低的问题,文中对基于移动方差平均与谱减法的Φ-OTDR定位技术进行研究。首先,通过搭建的相干探测型Φ-OTDR系统连接光纤与光缆进行舞动模拟实验,并采集背向瑞利散射信号,对其进行解调获得幅度信号曲线。其次,通过选择合适的曲线数量与最优步长对幅度曲线进行移动方差平均处理,得到初步的扰动定位图。然后,针对定位区域外的环境噪声,使用谱减法进行降噪,实现定位效果增强。最后,将小波分解降噪与经验模态分解降噪2种方法与谱减法进行对比,结果显示谱减法的定位效果明显优于其他2种降噪算法,经过谱减法降噪处理后的扰动定位信号的信噪比提升可超过20 dB,从采集原始信号到完成定位和降噪处理的计算时间低至0.58 s。 展开更多

关键词 光缆监测 相位敏感光时域反射(Φ-otdr)系统 扰动定位 幅度信号 移动方差平均 谱减法

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Φ-OTDR系统的数字信号处理及应用 被引量：10

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作者 张驰 邹宁睦 +6 位作者 宋金玉 佟帅 姚媛媛 丁哲文 王峰 张益昕 张旭苹 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期1-18,共18页

相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)传感系统具有高动态响应、高灵敏等特点,在大型工程结构健康监测领域具有巨大的应用潜力。而Φ-OTDR系统仪器化水平和工程应用很大程度上取决于数字信号处理(DSP)技术。本文对比分析了近年来Φ-OTDR系统在... 相位敏感光时域反射(Φ-OTDR)传感系统具有高动态响应、高灵敏等特点,在大型工程结构健康监测领域具有巨大的应用潜力。而Φ-OTDR系统仪器化水平和工程应用很大程度上取决于数字信号处理(DSP)技术。本文对比分析了近年来Φ-OTDR系统在信号的量化、解调、抑噪以及模式识别上主要的数字信号处理方法和技术,并通过架空输电线路状态监测、埋地电缆外破预警两个应用实例,阐述了工程应用中数字信号处理与行业背景知识相结合的重要性和方法,并对Φ-OTDR系统中数字信号处理方法的发展现状和趋势进行了总结与展望。 展开更多

关键词 相位敏感光时域反射(Φ-otdr) 外差相干探测 数字信号处理(DSP) 输电线健康监测

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OTDR宏弯曲损耗测试的分析与应用 被引量：4

3

作者 罗志会 王舟 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2009年第12期55-57,共3页

宏弯曲损耗已经成为影响FTTx线路传输质量的重要因素。通过分析宏弯曲损耗形成的机理,针对实际工程中弯曲损耗测量存在特点和问题,探讨了利用OTDR准确测试单模光纤中宏弯曲损耗的相关技术,为工程中正确应用OTDR检测光纤的宏弯曲损耗提... 宏弯曲损耗已经成为影响FTTx线路传输质量的重要因素。通过分析宏弯曲损耗形成的机理,针对实际工程中弯曲损耗测量存在特点和问题,探讨了利用OTDR准确测试单模光纤中宏弯曲损耗的相关技术,为工程中正确应用OTDR检测光纤的宏弯曲损耗提供了参考。 展开更多

关键词 光纤通信 光时域反射 宏弯曲损耗

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分布式光纤温度传感器的研究现状及趋势 被引量：42

4

作者 张颖 张娟 +1 位作者 郭玉静 王庆华 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2007年第8期1-3,9,共4页

阐述了分布式光纤温度传感技术的研究进展,主要介绍了基于后向瑞利散射、后向拉曼散射和后向布里渊散射的分布式光纤温度传感技术,并在此基础上分析了分布式光纤温度传感器的发展趋势。

关键词 分布式光纤温度传感技术 光时域反射(otdr) 光频域反射(OFDR) 拉曼散射 布里渊散射

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布里渊散射分布式光纤传感技术的研究进展 被引量：27

5

作者 王其富 乔学光 +3 位作者 贾振安 尉婷 高宏 王向宇 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2007年第7期7-9,共3页

阐述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术测量光纤温度/应变的基本传感原理。介绍了基于光时域反射仪发展起来的几种传感技术,布里渊光时域反射(BOTDR)、布里渊光时域分析(BOTDA)、布里渊光频域分析(BOFDA)分布式光纤传感技术,特别对B... 阐述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术测量光纤温度/应变的基本传感原理。介绍了基于光时域反射仪发展起来的几种传感技术,布里渊光时域反射(BOTDR)、布里渊光时域分析(BOTDA)、布里渊光频域分析(BOFDA)分布式光纤传感技术,特别对BOTDR的原理和典型系统方案进行了详细的介绍。最后,叙述了基于布里渊散射的分布式光纤传感技术当前的进展和趋势。 展开更多

关键词 布里渊散射 分布式 光纤传感器 光时域反射

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全分布式光纤温度传感器研究的进展及趋势 被引量：48

6

作者 耿军平 许家栋 +1 位作者 郭陈江 韦高 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2001年第2期4-8,共5页

综述了基于光时域反射和光频域反射的分布式温度光纤传感器的原理、技术以及最新的研究进展 ,并在此基础上分析了温度光纤传感器的发展趋势。

关键词 温度传感器 分布式光纤传感器 光频域反射 光时域反射

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分布式光纤声波传感技术研究进展 被引量：37

7

作者 蔡海文 叶青 +2 位作者 王照勇 卢斌 曹玉龙 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期41-58,共18页

分布式光纤声波传感技术可以实现动态应变的长距离、分布式、实时定量检测,在重要场所和重大基础设施的安防监测、大型结构的健康监测、油气资源勘探等领域有广阔的应用前景.该文在对分布式光纤声波传感技术的发展历程和研究进展进行回... 分布式光纤声波传感技术可以实现动态应变的长距离、分布式、实时定量检测,在重要场所和重大基础设施的安防监测、大型结构的健康监测、油气资源勘探等领域有广阔的应用前景.该文在对分布式光纤声波传感技术的发展历程和研究进展进行回顾和评述的基础上,重点介绍其课题组在基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤声波传感技术取得的研究进展,包括信号的高保真获取、参数指标提升和工程应用研究3个方面. 展开更多

关键词 光纤传感 分布式声波传感 相位敏感光时域反射计:瑞利散射

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基于相干光时域反射计的光纤温度传感测量 被引量：10

8

作者 李荣伟 李永倩 +1 位作者 杨志 李保罡 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1988-1992,共5页

研究了基于相干光时域反射计的光纤传感技术,分析了基于相干光时域反射计的分布式温度传感机理.根据传感系统的组成和原理,建立了仿真模型,利用MATLAB对传感系统的性能进行了仿真与分析,结果表明基于相干光时域反射计的传感系统可以达... 研究了基于相干光时域反射计的光纤传感技术,分析了基于相干光时域反射计的分布式温度传感机理.根据传感系统的组成和原理,建立了仿真模型,利用MATLAB对传感系统的性能进行了仿真与分析,结果表明基于相干光时域反射计的传感系统可以达到温度测量分辨率为0.01℃,空间分辨率为1m的性能指标. 展开更多

关键词 分布式光纤传感 温度 光时域反射 瑞利散射

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分布式光纤传感用于大坝基座裂缝监测(英文) 被引量：12

9

作者 唐天国 陈春华 刘浩吾 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第10期2357-2360,共4页

分布式光纤传感技术对大型混凝固结构,如大坝与桥梁,进行裂缝监测意义重大,其分布式检测能力对具有强随机性的大坝裂缝监测效果更显著。一种新型分布式光纤传感器埋入混凝土并与预期裂缝相交一定斜角,当裂缝出现引起光纤局部微弯,并诱... 分布式光纤传感技术对大型混凝固结构,如大坝与桥梁,进行裂缝监测意义重大,其分布式检测能力对具有强随机性的大坝裂缝监测效果更显著。一种新型分布式光纤传感器埋入混凝土并与预期裂缝相交一定斜角,当裂缝出现引起光纤局部微弯,并诱发瑞利散射光产生衰减,用光时域反射技术实现分布式检测。将该种传感器用于四川石棉冶勒大坝裂缝监测,结果表明:该光纤传感器不仅对裂缝宽度、位移具有高分辨率(0.02mm)、大动态范围(4.8mm),而且有较高的定位分辨率(0.2m),为发展该类分布式光纤传感监测系统提供了较好的技术基础。 展开更多

关键词 分布式光纤传感 裂缝 大坝 光时域反射

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分布式光纤温度传感器发展状况及趋势 被引量：14

10

作者 贾振安 周晓波 +1 位作者 乔学光 王琳 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2008年第11期36-39,共4页

阐述了分布式光纤温度传感技术的研究进展,主要介绍了基于瑞利散射、荧光效应、自发喇曼散射和布里渊效应以及利用掺光纤的分布式光纤温度传感器,并在此基础上分析了分布式光纤温度传感器的发展趋势。

关键词 光纤传感 光时域反射(otdr) 瑞利散射 荧光效应 喇曼散射 布里渊散射

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基于相位敏感光时域反射计的长距离入侵探测系统(英文) 被引量：15

11

作者 张春熹 钟翔 +1 位作者 李立京 李勤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期742-746,共5页

根据受激布里渊散射(SBS)对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的监测距离的限制,分析了在使用不同灵敏度的光电探测器时φ-OTDR系统的监测距离,并根据SBS阈值随着光纤长度的增加而下降的特点,提出了一种新的光路结构以提升系统的监测距离... 根据受激布里渊散射(SBS)对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的监测距离的限制,分析了在使用不同灵敏度的光电探测器时φ-OTDR系统的监测距离,并根据SBS阈值随着光纤长度的增加而下降的特点,提出了一种新的光路结构以提升系统的监测距离。该光路结构采用环行器将敏感光纤分为多个部分,并对各部分的后向瑞利散射光分别进行探测,避免了各部分光纤产生的斯托克斯光相互叠加,从而提高了SBS阈值,进而实现了提升系统监测距离的目的。在实验室测试中,使用3个环行器将敏感光纤分为了3个部分并实现了66.92 km的监测距离。通过增加环行器的数量,系统的监测距离可以进一步提高。 展开更多

关键词 受激布里渊散射(SBS) 相位敏感光时域反射计(φ-otdr) 光纤分布式扰动传感器

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新型光时域反射计在无源光网络中的应用 被引量：5

12

作者 张一帆 何浩 +1 位作者 董毅 胡卫生 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2009年第4期25-28,共4页

提出并实验验证了一种利用自主研制的OTDR来有效定位PON的支路断点或异常损耗事件的方法,讨论了在PON的测量中OTDR面临的新问题和新要求。

关键词 无源光网络(PON) 光时域反射计(otdr) 菲涅尔反射

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基于单光子探测的光子计数光时域反射仪研究进展 被引量：2

13

作者 刘旭 刘波 饶云江 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期168-182,共15页

基于光时域反射技术(Optical Time Domain Reflectometry, OTDR)的光纤分布式传感器可以实现对整个传感光纤空间可分辨的分布式测量,相比点式传感器具有极大的技术及应用成本优势。而传统的基于模拟探测的OTDR光纤分布式传感器在空间分... 基于光时域反射技术(Optical Time Domain Reflectometry, OTDR)的光纤分布式传感器可以实现对整个传感光纤空间可分辨的分布式测量,相比点式传感器具有极大的技术及应用成本优势。而传统的基于模拟探测的OTDR光纤分布式传感器在空间分辨率及动态范围上存在性能瓶颈。基于单光子探测的光子计数OTDR光纤分布式传感系统通过数字化的探测和记录方式,可以突破传统OTDR系统的性能极限。本文对光子计数OTDR系统技术及发展进行了综述,旨在通过本文的综述,明确基于单光子探测的光子计数OTDR系统的优势及限制,以及该技术的未来发展趋势,促进基于OTDR技术的光纤分布式传感器的进一步发展。 展开更多

关键词 光纤传感 光时域反射仪 单光子探测 时间相关的光子计数 分布式光纤传感器

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光缆自动化监测系统 被引量：2

14

作者 刘春阳 《光通信研究》 北大核心 2001年第2期51-55,共5页

介绍了远程光纤监测系统 ( RFTS)的结构、测试方法及其与电信管理网 ( TMN)的结合情况 ,并列举出一些典型的 RFTS系统以阐明其应用和发展趋势 .同时 ,还讨论了影响光时域反射仪 ( OTDR)测试精度的要素和消除测试误差通常采用的对策 .

关键词 远程光纤监测系统 光时域反射仪 光纤测试方法 光缆

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基于光纤传感技术的电缆接头局部放电监测 被引量：11

15

作者 皮昊书 韦盈释 +3 位作者 陈金锋 陈子涵 吴中 马楠 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期57-62,共6页

通过对电缆中间接头局部放电现象的监测可以及时判断其中间接头的绝缘状况,并及早发现绝缘缺陷,降低配电网电缆故障率.提出一种基于相敏光时域反射仪(phase-sensitive optical time-domain reflectometry,φ-OTDR)的分布式光纤传感系统... 通过对电缆中间接头局部放电现象的监测可以及时判断其中间接头的绝缘状况,并及早发现绝缘缺陷,降低配电网电缆故障率.提出一种基于相敏光时域反射仪(phase-sensitive optical time-domain reflectometry,φ-OTDR)的分布式光纤传感系统,以相邻弱光栅间的光纤作为传感单元,通过检测相邻弱光纤光栅的干涉信号,可以得到电缆中间接头局部放电声波振动信号的频率、相位和位置等相关信息,从而判断局部放电的强弱及放电位置.实验模拟电缆中间接头局部放电情形,搭建电缆接头局部放电光纤监测系统.在10 k V电压等级下进行实时监测实验,成功检测出局部放电产生的声波信号,其频谱主要分布于9~15 kHz.将传感光纤与电缆复合,或沿电缆铺设,能够做到实时的分布式在线监测. 展开更多

关键词 光纤传感 相敏光时域反射仪 弱光纤光栅 干涉信号 电缆接头 局部放电

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基于OFDR的带式输送机全域智能精准测温系统设计

16

作者 任保将 唐民 +4 位作者 杜锋 富佳兴 高贵恒 崔明 王志浩 《工矿自动化》 2025年第8期15-24,共10页

带式输送机沿线温度快速精准测定在煤矿外因火灾预防中起核心作用。基于光时域反射(OTDR)的分布式光纤测温是目前主流的带式输送机沿线测温技术,但存在测温精度不足、定位误差较大等问题。针对该问题,提出了一种基于光频域反射(OFDR)的... 带式输送机沿线温度快速精准测定在煤矿外因火灾预防中起核心作用。基于光时域反射(OTDR)的分布式光纤测温是目前主流的带式输送机沿线测温技术,但存在测温精度不足、定位误差较大等问题。针对该问题,提出了一种基于光频域反射(OFDR)的带式输送机全域智能精准测温系统,通过分析系统技术路线和架构,确定以拉曼散射为理论基础、快速傅里叶变换为信号处理算法,选择可调谐半导体激光器,设计了4层复合结构的OFDR光缆,直径为4 mm,较传统OTDR光缆减小50%,最大拉伸强度提高33%,最大抗压强度提升233%。在山西高和能源有限公司南翼一部带式输送机沿线开展工业性试验,结果表明,该系统在1 a内运行稳定,系统巡检周期为12.5 s,测温准确度为0.5℃,定位准确度为0.25 m,均满足NB/T 10183—2019《矿用分布式光纤测温装置》要求且优于目前行业较高水平,同时能够可靠实现温度超限、温升速率、温差报警功能。 展开更多

关键词 带式输送机 输送带沿线测温 光纤测温 光时域反射 光频域反射 OFDR otdr

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