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基于互补集合经验模态分解的相位敏感光时域反射计系统降噪方法
1
作者
岳新博
高旭
+2 位作者
高阳
王海涛
鲁秀娥
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第2期134-148,共15页
为了提高相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统测量振动信号信噪比,提出了一种基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的新型去噪方法。CEEMD算法对数字正交(I/Q)解调算法获取的瑞利后项散射光幅值信号和相位信号进行分解,经多尺度排列熵(MPE)...
为了提高相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统测量振动信号信噪比,提出了一种基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的新型去噪方法。CEEMD算法对数字正交(I/Q)解调算法获取的瑞利后项散射光幅值信号和相位信号进行分解,经多尺度排列熵(MPE)算法筛选后,通过改进的小波阈值算法进行去噪,并设计采用多元宇宙优化(MVO)算法对参数进行优化。实际搭建了外差式Φ-OTDR系统,经仿真和实际测试验证文中算法有效性。最后,将设计算法与以往的经验模态分解-皮尔逊相关系数(EMD-PCC)、自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)及变分模态分解-改进小波阈值(VMD-NWT)去噪方法进行了对比。结果表明,在10.14 km的传感光纤位置上,该方法对于低频10 Hz、中频200 Hz以及高频1 200 Hz的振动事件,其位置信息信噪比分别可达8.88、30.26、11.90 dB,对不同频率段的振动信号均具备有效的去噪能力,且系统定位精度更高。该方法在提高系统信噪比的同时,成功地对振动信号进行了解调,且解调效果比其他三种算法效果更好,为Φ-OTDR系统降噪研究提供了新思路。
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关键词
相位敏感光时域反射仪
互补集合经验模态分解
算法
多尺度排列熵
改进的小波阈值算法
多元宇宙优化
算法
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职称材料
题名
基于互补集合经验模态分解的相位敏感光时域反射计系统降噪方法
1
作者
岳新博
高旭
高阳
王海涛
鲁秀娥
机构
长春理工大学光电工程学院
中石油西南油气田分公司
长春汽车检测中心有限责任公司
长春相干光学机电技术有限公司
出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第2期134-148,共15页
基金
吉林省科技厅自然科学基金面上项目(20230101217JC)
吉林省科技厅重点研发项目(KYC-JC-XM-2021-075)。
文摘
为了提高相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统测量振动信号信噪比,提出了一种基于互补集合经验模态分解(CEEMD)的新型去噪方法。CEEMD算法对数字正交(I/Q)解调算法获取的瑞利后项散射光幅值信号和相位信号进行分解,经多尺度排列熵(MPE)算法筛选后,通过改进的小波阈值算法进行去噪,并设计采用多元宇宙优化(MVO)算法对参数进行优化。实际搭建了外差式Φ-OTDR系统,经仿真和实际测试验证文中算法有效性。最后,将设计算法与以往的经验模态分解-皮尔逊相关系数(EMD-PCC)、自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)及变分模态分解-改进小波阈值(VMD-NWT)去噪方法进行了对比。结果表明,在10.14 km的传感光纤位置上,该方法对于低频10 Hz、中频200 Hz以及高频1 200 Hz的振动事件,其位置信息信噪比分别可达8.88、30.26、11.90 dB,对不同频率段的振动信号均具备有效的去噪能力,且系统定位精度更高。该方法在提高系统信噪比的同时,成功地对振动信号进行了解调,且解调效果比其他三种算法效果更好,为Φ-OTDR系统降噪研究提供了新思路。
关键词
相位敏感光时域反射仪
互补集合经验模态分解
算法
多尺度排列熵
改进的小波阈值算法
多元宇宙优化
算法
Keywords
phase-sensitive optical time domain reflector
complementary ensemble empirical mode decomposition algorithm
multiscale arrangement entropy
improved wavelet threshold algorithm
multiverse optimization algorithm
分类号
TP212 [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
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1
基于互补集合经验模态分解的相位敏感光时域反射计系统降噪方法
岳新博
高旭
高阳
王海涛
鲁秀娥
《红外与激光工程》
北大核心
2025
0
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职称材料
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