神经网络在布里渊光时域分析仪温度提取中的应用(特邀) 被引量：2

1

作者 余长源 王碧炜 +1 位作者 王亮 吕超 《光通信研究》 北大核心 2017年第6期42-47,共6页

文章回顾了本研究小组将人工神经网络(ANN)和深度神经网络(DNN)用于提取布里渊光时域分析仪(BOTDA)传感系统中的温度分布信息的研究工作。在对ANN或者DNN模型进行适当的训练之后,沿被测光纤的温度分布信息能够被训练完成的ANN或DNN从实... 文章回顾了本研究小组将人工神经网络(ANN)和深度神经网络(DNN)用于提取布里渊光时域分析仪(BOTDA)传感系统中的温度分布信息的研究工作。在对ANN或者DNN模型进行适当的训练之后,沿被测光纤的温度分布信息能够被训练完成的ANN或DNN从实验获得的布里渊增益谱(BGS)中直接提取出来,而不需要像传统的洛伦兹线型拟合(LCF)方法一样先对BGS拟合得到布里渊频移(BFS),再将其转换成温度信息。实验结果展示出了用ANN和DNN进行温度提取的方法相比于用传统LCF方法的优势。 展开更多

关键词 温度提取 人工神经网络 深度神经网络 布里渊光时域分析仪

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用于布里渊散射光时域分析仪的激光光源研究 被引量：1

2

作者 刘珍峰 范博 孙桂荣 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2014年第3期24-26,共3页

在分析布里渊散射时域分析仪(BOTDA)对激光光源要求和研究现状的基础上,提出了一种新的移频及扫频方法。其特点是通过法布里珀罗干涉仪和微控制器将两台分布反馈(DFB)半导体激光器频率锁定在11GHz左右,然后根据频差微调其中一台激光器... 在分析布里渊散射时域分析仪(BOTDA)对激光光源要求和研究现状的基础上,提出了一种新的移频及扫频方法。其特点是通过法布里珀罗干涉仪和微控制器将两台分布反馈(DFB)半导体激光器频率锁定在11GHz左右,然后根据频差微调其中一台激光器电流实现扫频,法布里珀罗干涉仪监测频差的同时将频差实时传送给传感器做数据分析。 展开更多

关键词 布里渊散射 光时域分析仪 频移 扫频

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一种基于暗脉冲光布里渊时域分析仪的延长传感距离的方法 被引量：2

3

作者 刘磊 张治国 +2 位作者 张民 刘明涛 张小频 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期998-1002,共5页

基于暗脉冲的布里渊时域分析仪系统中泵浦光和探测光的功率较高,相互作用强烈,严重限制了系统的有效传感距离。而现有的系统众多采用利用多段具有不同布里渊散射频率的光纤相互连接延长传感距离的方法,降低每段光纤上的受激布里渊散射效... 基于暗脉冲的布里渊时域分析仪系统中泵浦光和探测光的功率较高,相互作用强烈,严重限制了系统的有效传感距离。而现有的系统众多采用利用多段具有不同布里渊散射频率的光纤相互连接延长传感距离的方法,降低每段光纤上的受激布里渊散射效应,延长有效传感距离,但这种方案会增加的系统的复杂度,影响实际应用.本文提出一种简单的暗脉冲光布里渊时域分析仪的结构,可在满足高空间分辨率的条件下,有效的延长系统的传感距离,取代通常的利用多段具有不同布里渊散射频率的光纤相互连接延长传感距离的方法.利用基于光抑制载波的技术,产生具有两个边带的斯托克斯光.斯托克斯光的两个边带和泵浦光相互作用,同时激发布里渊散射增益和衰减效应,在接收端利用两者接收信号的差,可抵消原有暗脉冲泵浦信号中准连续光对传感距离的影响,从而有效地延长系统的传感距离,并利用数值仿真的方法验证了此方法的有效性. 展开更多

关键词 光时域分析仪 布里渊散射 暗脉冲 光纤传感

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拉曼放大布里渊光时域分析系统非局域效应 被引量：1

4

作者 贾新鸿 饶云江 +4 位作者 王子南 张伟利 冉曾令 邓坤 杨自新 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1667-1671,共5页

应用包含探测光、布里渊泵浦光及拉曼泵浦光相互作用理论模型,数值分析了基于拉曼放大的长距离布里渊光时域分析仪非局域化特性。结果表明:非局域化随探测光及拉曼泵浦功率增加而恶化;通过频分复用(将具有不同布里渊频移的光纤拼接)及... 应用包含探测光、布里渊泵浦光及拉曼泵浦光相互作用理论模型,数值分析了基于拉曼放大的长距离布里渊光时域分析仪非局域化特性。结果表明:非局域化随探测光及拉曼泵浦功率增加而恶化;通过频分复用(将具有不同布里渊频移的光纤拼接)及时分复用技术(同时对布里渊泵浦及探测光进行脉冲调制),可有效缩短布里渊泵浦与探测光的作用距离,达到较理想的抑制非局域效应结果。 展开更多

关键词 布里渊光时域分析仪 非局域化 拉曼放大 频分复用 时分复用

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风速对基于BOTDA架空导线覆冰监测有效性的影响 被引量：6

5

作者 徐志钮 李先锋 +1 位作者 郭一帆 赵丽娟 《电力工程技术》 北大核心 2022年第3期152-162,共11页

为了获得架空导线温度在不同气象条件下的变化特征和风速对基于分布式光纤传感技术的架空导线覆冰监测有效性的影响,文中建立了光纤复合相线覆冰的温度场三维模型,并采用了有限元方法进行求解,分析获得了光纤温度在不同的环境温度、风... 为了获得架空导线温度在不同气象条件下的变化特征和风速对基于分布式光纤传感技术的架空导线覆冰监测有效性的影响,文中建立了光纤复合相线覆冰的温度场三维模型,并采用了有限元方法进行求解,分析获得了光纤温度在不同的环境温度、风速和覆冰厚度下的变化规律特征。文中指出了覆冰段与未覆冰段光纤的温差与环境温度初始值大小无关,提供了单独考虑环境温度变化速率或覆冰厚度情况下的临界风速表达式,给出了常见范围内环境温度变化速率以及覆冰厚度下的临界风速值,基于风速值和插值方法可得到常见范围环境温度变化速率以及覆冰厚度下比较准确的临界风速。文中对研究覆冰架空导线在不同气象条件下的温度变化特征以及风速对基于分布式光纤传感的架空导线覆冰监测有效性的影响方面有着一定的参考价值。 展开更多

关键词 架空导线 覆冰识别 光纤传感 温度场 临界风速 布里渊光时域分析(botda)

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基于BOTDA的电力特种光缆应力应变研究 被引量：2

6

作者 滕玲 赵凌 +2 位作者 赵宏波 王鹏 卢利峰 《光通信研究》 北大核心 2012年第3期39-41,共3页

为解决光缆机械特性监测盲区,防止因机械性能劣化而产生的故障隐患,对光缆中光纤余长理论和BOTDA(布里渊光时域分析仪)、OTDR(光时域反射仪)监测原理进行研究。采用BOTDA监测技术,对光缆中光纤的应变进行了监测实验。结合理论分析,得出... 为解决光缆机械特性监测盲区,防止因机械性能劣化而产生的故障隐患,对光缆中光纤余长理论和BOTDA(布里渊光时域分析仪)、OTDR(光时域反射仪)监测原理进行研究。采用BOTDA监测技术,对光缆中光纤的应变进行了监测实验。结合理论分析,得出光纤应变随光缆的应力应变及机械特性变化的关系,能够对光缆机械性能劣化起到预警作用,防患于未然。 展开更多

关键词 布里渊光时域分析仪 光时域反射仪 应力应变 光缆 监测

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基于BOTDA的PHC桩挠度分布式检测研究 被引量：10

7

作者 童恒金 施斌 +3 位作者 魏广庆 李忠义 孙义杰 王兴 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期693-699,共7页

针对预应力高强混凝土(PHC)管桩桩身在水平荷载作用下挠度大小和分布的检测困难,介绍了基于布里渊光时域分析技术(BOTDA)的桩身挠度检测方法;设计了管桩平推模型试验,推导出了管桩在水平荷载作用下的挠度计算公式;通过模拟和实测数据对... 针对预应力高强混凝土(PHC)管桩桩身在水平荷载作用下挠度大小和分布的检测困难,介绍了基于布里渊光时域分析技术(BOTDA)的桩身挠度检测方法;设计了管桩平推模型试验,推导出了管桩在水平荷载作用下的挠度计算公式;通过模拟和实测数据对比,分析了BOTDA用于PHC桩挠度检测的可行性与准确性,获得了PHC桩在水平荷载作用下的变形规律;结合具体工程,对该方法用于PHC桩身在水平荷载作用下挠度测量的可行性进行了验证。研究结果表明:BOTDA用于PHC桩挠度的检测与监测具有明显的优势,其分布式检测的特点,可以准确获得水平荷载对PHC桩的影响深度和挠度分布;该方法操作简便,性价比高,感测光纤耐久性好,可对桩身挠度分布进行精细化检测与监测,值得在桩基检测与监测中应用推广。 展开更多

关键词 预应力高强混凝土(PHC)管桩 布里渊光时域分析技术(botda) 挠度 分布式检测

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基于BOTDA的分布式光纤高温传感研究(特邀) 被引量：6

8

作者 徐鹏柏 王晓龙 +7 位作者 温坤华 郑永秋 周金运 董永康 董新永 杨军 王云才 秦玉文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期32-40,共9页

基于布里渊光时域分析(Brillouin optical time-domain analysis,BOTDA)测量技术分别研究了单模光纤、光子晶体光纤和镀金光纤在1100℃、1200℃和1000℃的高温传感特性,通过对石英光纤的布里渊频移(Brillouin frequency shift,BFS)跳跃... 基于布里渊光时域分析(Brillouin optical time-domain analysis,BOTDA)测量技术分别研究了单模光纤、光子晶体光纤和镀金光纤在1100℃、1200℃和1000℃的高温传感特性,通过对石英光纤的布里渊频移(Brillouin frequency shift,BFS)跳跃现象和涂覆层燃烧现象进行研究,指出石英光纤均需要退火才能够达到热稳定状态。退火后,三种光纤的布里渊频移随温度呈非线性变化。其中,单模光纤和光子晶体光纤高温状态下涂覆层气化,二氧化硅发生晶化导致其机械强度大幅下降,因此仅能作为一次性高温传感器;镀金光纤由于金涂层具有较高的熔点和良好的气密性,高温退火后仍然能够保持良好的机械强度,因此可以作为一种重复使用的高温传感器。该研究有望为高温传感应用(如涡轮发动机内部温度监测)提供一种技术参考。 展开更多

关键词 分布式光纤高温传感 布里渊光时域分析仪 光子晶体光纤 镀金光纤

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基于BOTDA的削坡作用下边坡破坏过程模型试验研究 被引量：5

9

作者 张磊 施斌 魏广庆 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期698-705,共8页

在众多诱发滑坡的因素中,人工削坡引发的边坡失稳现象十分普遍。采用布里渊光时域分析技术(以下简称BOTDA技术),通过模型试验和数值模拟分析,对削坡作用下的边坡变形机理及其演化过程进行了研究。由于传感光缆与土体之间的耦合性直接影... 在众多诱发滑坡的因素中,人工削坡引发的边坡失稳现象十分普遍。采用布里渊光时域分析技术(以下简称BOTDA技术),通过模型试验和数值模拟分析,对削坡作用下的边坡变形机理及其演化过程进行了研究。由于传感光缆与土体之间的耦合性直接影响着监测结果的准确性,首先通过不同围压作用下的拉拔试验,掌握了传感光缆与土体耦合变形关系。然后,设计了坡顶加载试验模型,通过在水平向和竖直向植入传感光缆,实现对边坡模型在削坡作用下土体内部变形场的分布式监测。试验结果表明:水平和竖直向传感光缆监测到的应变异常区域与潜在滑动面位置相吻合,并被数值模拟所证实;在BOTDA监测数据的基础上提出了边坡模型水平特征最大应变值与安全系数之间的经验公式,对削坡作用下的边坡稳定性状态进行了评价,进而可对边坡失稳做出预警。 展开更多

关键词 边坡变形 削坡 模型试验 布里渊光时域分析(botda)技术 破坏过程

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CEEMDAN-WT降噪提升BOTDA信噪比研究 被引量：6

10

作者 杨瑞 李维勤 +3 位作者 白清 王宇 刘昕 靳宝全 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第12期28-36,共9页

针对布里渊光时域分析仪(BOTDA)存在的信号噪声问题,提出一种自适应噪声完备集合经验模态分解联合小波阈值(CEEMDAN-WT)的降噪方法。首先,分析了CEEMDAN-WT算法降噪原理,基于微波扫频测量原理建立了BOTDA信号解调模型,通过仿真研究验证... 针对布里渊光时域分析仪(BOTDA)存在的信号噪声问题,提出一种自适应噪声完备集合经验模态分解联合小波阈值(CEEMDAN-WT)的降噪方法。首先,分析了CEEMDAN-WT算法降噪原理,基于微波扫频测量原理建立了BOTDA信号解调模型,通过仿真研究验证了CEEMDAN-WT方法可有效去除信号中的随机噪声。其次,搭建了BOTDA测温系统,在不同传感距离和不同空间分辨率下进行了降噪效果实验验证。结果表明,在30 km的传感距离和2 m的空间分辨率下,CEEMDAN-WT方法将光纤末端的信噪比提升了8.89 dB。研究证明,CEEMDAN-WT方法可为BOTDA信噪比提升提供一种有效方案。 展开更多

关键词 布里渊光时域分析仪 CEEMDAN 小波阈值 信噪比

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基于BOTDA的OPGW应变性能研究 被引量：6

11

作者 孙少华 侯继勇 +4 位作者 冯学斌 肖靖峰 武健 杨林慧 王国彬 《光通信技术》 2021年第3期54-57,共4页

为研究长期运行光纤复合架空地线(OPGW)的应变性能,使用高精度的分布式光纤传感监测设备布里渊光时域分析仪(BOTDA)对新缆和不同覆冰环境下的旧缆进行应变监测,对比分析了OPGW光缆内光纤的布里渊频率在长期外界环境作用下的变化。试验... 为研究长期运行光纤复合架空地线(OPGW)的应变性能,使用高精度的分布式光纤传感监测设备布里渊光时域分析仪(BOTDA)对新缆和不同覆冰环境下的旧缆进行应变监测,对比分析了OPGW光缆内光纤的布里渊频率在长期外界环境作用下的变化。试验结果表明,运行时间和覆冰等级是影响OPGW光缆内光纤应变性能的主要因素。 展开更多

关键词 光纤复合架空地线 布里渊光时域分析仪 应变 布里渊频率 覆冰

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BOTDA测试光路自动切换保护系统设计

12

作者 王升 孙廷玺 +2 位作者 王旭峰 赵尊慧 张真毅 《光通信技术》 北大核心 2020年第3期58-62,共5页

针对布里渊光时域分析仪(BOTDA)的测试光路在长期使用中易发生故障进而导致BOTDA测试中断的问题,设计了一种基于光时域反射(OTDR)原理的光路自动切换保护系统。系统以K60控制器为控制核心,应用FLEXBUS接口挂载SRAM、FPGA和W5300,集成K60... 针对布里渊光时域分析仪(BOTDA)的测试光路在长期使用中易发生故障进而导致BOTDA测试中断的问题,设计了一种基于光时域反射(OTDR)原理的光路自动切换保护系统。系统以K60控制器为控制核心,应用FLEXBUS接口挂载SRAM、FPGA和W5300,集成K60+FPGA架构的OTDR模块,通过光开关实现光路切换,监测各个光路的故障情况,能够在BOTDA测试光路出现故障时切换光路并发送短信报警;介绍了系统原理、主要硬件模块、以太网引导升级和光路自动切换保护软件流程。实验结果表明:OTDR动态范围达到35 dB以上,满足BOTDA测试光路的监测要求。 展开更多

关键词 布里渊光时域分析仪 自动切换 光时域反射 K60 控制器

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钢筋混凝土梁表面多裂缝扩展的试验研究 被引量：1

13

作者 陶思聪 赖博文 +2 位作者 雷鹰 陈志为 董小鹏 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期596-600,共5页

采用单模光纤和基于差分脉冲对(DPP)技术的布里渊光时域分析仪(BOTDA)对表面已有2条宽度分别为0.5和0.1mm、间距20cm裂缝的钢筋混凝土梁在一定荷载下裂缝的扩展变化进行了试验研究.将一根直径250μm的裸光纤环绕4道跨过相同裂缝,并采用... 采用单模光纤和基于差分脉冲对(DPP)技术的布里渊光时域分析仪(BOTDA)对表面已有2条宽度分别为0.5和0.1mm、间距20cm裂缝的钢筋混凝土梁在一定荷载下裂缝的扩展变化进行了试验研究.将一根直径250μm的裸光纤环绕4道跨过相同裂缝,并采用不同的胶黏剂全面黏接,研究了胶黏剂粘贴效果对测量结果的影响.在梁中部加载10kN的静态荷载使裂缝扩展,将BOTDA的空间分辨率设为5cm,采样间隔设为1cm,经初步的信号处理,即可获得混凝土表面裂缝扩展的应变分布的明显变化.测量结果表明,具有高空间分辨率和较小空间采样间隔的DPP-BOTDA能比较准确地测量混凝土连续梁表面比较密集的裂缝受压扩展情况,测量结果基本不受胶黏剂的影响. 展开更多

关键词 布里渊光时域分析仪(botda) 应变分布 钢筋混凝土梁 裂缝扩展

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基于分布式应变感测的纤维加筋膨胀土干缩湿胀特性试验 被引量：2

14

作者 顾鹏 徐洪钟 +1 位作者 孙义杰 尤波 《南京工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第5期112-117,共6页

为了研究素膨胀土和玄武岩纤维加筋膨胀土在干缩湿胀过程中的应变分布及其裂缝发育规律,试验设计了一个长100 cm、宽7 cm、高5 cm的室内模型钢槽,将传感光纤埋于钢槽中以测量素膨胀土和玄武岩纤维加筋膨胀土应变。基于布里渊光时域分析... 为了研究素膨胀土和玄武岩纤维加筋膨胀土在干缩湿胀过程中的应变分布及其裂缝发育规律,试验设计了一个长100 cm、宽7 cm、高5 cm的室内模型钢槽,将传感光纤埋于钢槽中以测量素膨胀土和玄武岩纤维加筋膨胀土应变。基于布里渊光时域分析技术(BOTDA)获得了土体应变分布。结果表明:在膨胀土干缩湿胀过程中,膨胀土模型区域最大收缩应变与含水率之间呈近似线性的负相关。随着含水率的变化,纤维加筋膨胀土应变量和应变变幅均小于素膨胀土的应变量和变化幅度,说明玄武岩纤维显著降低膨胀土的拉伸应变和收缩应变,限制膨胀土的变形和抑制裂缝的发育。 展开更多

关键词 膨胀土 纤维加筋 干缩湿胀 布里渊光时域分析技术(botda)

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