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

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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。 展开更多

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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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

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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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激光器频率漂移对相位敏感光时域反射计性能影响研究(英文) 被引量：3

3

作者 钟翔 张春熹 +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1期91-95,共5页

针对激光器频率漂移对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的性能影响,文中采用后向瑞利散射的一维脉冲响应模型对其进行了理论分析。在实验室测试中,搭建了臂长差为100 m的非平衡MZ干涉仪来实时监测激光器的频率漂移;并通过测试三种不同频... 针对激光器频率漂移对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的性能影响,文中采用后向瑞利散射的一维脉冲响应模型对其进行了理论分析。在实验室测试中,搭建了臂长差为100 m的非平衡MZ干涉仪来实时监测激光器的频率漂移;并通过测试三种不同频率漂移的激光器下的φ-OTDR系统性能验证了理论分析的正确性。理论分析及实验结果表明,激光器的频率漂移是引起φ-OTDR曲线波动的重要因素,频率漂移越大,其引起的φ-OTDR曲线波动就越大;当频率漂移高达几百MHz/min时,在时域上已难以区分出是频率漂移引起的扰动还是入侵事件引起的扰动,但仍能在频域中将频率漂移噪声分辨出来。 展开更多

关键词 频率漂移 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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基于相位敏感光时域反射技术的导线舞动状态监测 被引量：18

4

作者 郝伟博 赵衍双 +4 位作者 李卓枢 谢凯 邢键 张建中 苑立波 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期437-446,共10页

利用相位敏感光时域反射(phase-sensitive optical time-domain reflectometer,Φ-OTDR)技术对导线进行舞动状态识别和实时监测.首先通过预绞丝将光纤复合相线(optical phase conductor,OPPC)安装在室内舞动试验机上,然后由激振器对OPP... 利用相位敏感光时域反射(phase-sensitive optical time-domain reflectometer,Φ-OTDR)技术对导线进行舞动状态识别和实时监测.首先通过预绞丝将光纤复合相线(optical phase conductor,OPPC)安装在室内舞动试验机上,然后由激振器对OPPC施加不同的激振频率,最后分析不同激振频率下Φ-OTDR系统测量信号的特征.当激振频率不同时,Φ-OTDR系统测量信号具有不同的频率特征. 展开更多

关键词 相位敏感光时域反射 光纤复合相线 导线舞动 光纤传感 输电线路

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相位敏感光时域反射系统相位模糊及解卷绕 被引量：7

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作者 于淼 孙铭阳 +2 位作者 张耀鲁 何禹潼 郑志丰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期221-228,共8页

对相位敏感光时域反射系统相位模糊问题和解卷绕进行了研究,推导了系统中扰动引入的相位变化的整个过程,分析了相位敏感光时域反射系统相位解调过程中产生相位模糊的原因。实验采用压电陶瓷作为扰动源,通过数字相干解调方法进行了相位... 对相位敏感光时域反射系统相位模糊问题和解卷绕进行了研究,推导了系统中扰动引入的相位变化的整个过程,分析了相位敏感光时域反射系统相位解调过程中产生相位模糊的原因。实验采用压电陶瓷作为扰动源,通过数字相干解调方法进行了相位解调。实验结果表明,相位模糊同时存在于每条相位解调曲线上和曲线之间,因此需要进行两次相位解卷绕消除相位模糊现象;同时,对实验中产生的相位错乱进行了分析,指出相位解卷绕阈值和扰动位置相位的剧烈变化导致了扰动位置相位解卷绕结果不准确,提出了采用相位差变化峰之后的临近位置处的相位变化来还原扰动。实验表明,这种方法能够正确还原扰动信号,能够对10 Hz~1.5 kHz范围内的扰动信号进行准确解调,可同时响应并解调光纤沿线多点扰动,且相位变化幅值与扰动强度具有良好的线性关系。 展开更多

关键词 光纤传感 相位敏感光时域反射系统 相位模糊 相位解卷绕

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基于支持向量机的相位敏感光时域反射仪研究 被引量：9

6

作者 马诗洋 王宇 +4 位作者 王鹏飞 李君婵 白清 刘昕 靳宝全 《计量学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期609-616,共8页

为了解决实际环境中振动事件易误报的问题,在基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤振动传感系统中,引入了一种融合小波能量谱和支持向量机(SVM)的模式识别方法。首先,利用小波能量谱分析方法,设定最优分解层为5层,并从原始信号中提取... 为了解决实际环境中振动事件易误报的问题,在基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤振动传感系统中,引入了一种融合小波能量谱和支持向量机(SVM)的模式识别方法。首先,利用小波能量谱分析方法,设定最优分解层为5层,并从原始信号中提取出特征向量;然后利用支持向量机的“一对一法”多分类策略对振动事件进行识别分类。考虑到实际环境因素的影响,对沿光纤行走、敲击光纤以及沿光纤慢跑3种模式的振动进行了检测试验;最后,采用准确率、精确率、召回率和F值来综合评价支持向量机分类器的性能。实验结果表明:该模式识别方法实现了84.9%的振动事件分类准确率。 展开更多

关键词 计量学 相位敏感光时域反射仪 支持向量机 光纤传感 模式识别 小波能量谱

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相位敏感光时域反射系统低频响应性能优化

7

作者 于淼 孙铭阳 +3 位作者 何禹潼 张崇富 郑志丰 孔谦 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第5期243-251,共9页

相位敏感光时域反射系统以其分布式光纤传感技术的优势在分布式水听、压裂微地震检测、自然灾害预警等低频监测领域具有极高的应用前景。文中对系统中脉冲斩波信号与频率调制信号时钟不同源的问题予以验证,并对其产生的影响进行理论分析... 相位敏感光时域反射系统以其分布式光纤传感技术的优势在分布式水听、压裂微地震检测、自然灾害预警等低频监测领域具有极高的应用前景。文中对系统中脉冲斩波信号与频率调制信号时钟不同源的问题予以验证,并对其产生的影响进行理论分析;设计双路同步时钟源驱动产生脉冲斩波信号和频率调制信号,降低每个脉冲重复周期中频率调制信号的随机低频相位噪声,提高探测脉冲光的相位稳定性;采用时钟同源和时钟非同源两种方式对典型的基于外差相干检测的相位敏感光时域反射系统的声光调制器进行驱动,由信号发生器驱动缠有光纤的压电陶瓷,产生不同频段的扰动信号。实验结果表明:在同一测试条件下,前者在低频段的信噪比、相位解调质量、频率响应方面均优于后者,最小响应频率为0.1 Hz,相对提高两个数量级,降低了系统中低频噪声干扰。该方法易于实现,可与现有的低频性能优化方法或结构兼容,进一步提高系统低频响应性能。 展开更多

关键词 相位敏感光时域反射 时钟同源控制 随机相位噪声抑制 低频探测

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时空二维Kalman解卷绕与Φ-OTDR协同的水声多目标探测(特邀)

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作者 吴金懿 王照勇 +9 位作者 刘依凡 陈义赐 陈柏琦 宋菲菲 李璇 皮浩洋 叶青 高侃 蔡海文 瞿荣辉 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第4期315-325,共11页

水下多类型目标探测在海洋安全、海上救援、海洋生态保护和渔业发展等方面具有重要意义。在这项工作中,将基于频率分集的相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统与悬浮布设的声敏缆相结合,检测和分析了多类型目标的水声信号。创新性地引入... 水下多类型目标探测在海洋安全、海上救援、海洋生态保护和渔业发展等方面具有重要意义。在这项工作中,将基于频率分集的相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统与悬浮布设的声敏缆相结合,检测和分析了多类型目标的水声信号。创新性地引入了时空二维Kalman算法,充分利用Φ-OTDR探测数据的时间域和空间域的二维连续性,突破了相位卷绕特性对动态范围与系统重复频率的限制,确保了多类型目标信息的高保真探测。进一步地,通过非消声水池实验验证了时空二维Kalman算法的可行性,并分析了遥控潜水器(ROV)、仿生鱼和模拟潜水员等多类型目标的频谱特性。实验结果表明,ROV为连续信号,频率范围为200~1700 Hz,频谱图中存在等频率间隔排列(24 Hz)的线谱;仿生鱼的信号间隔为0.5 s,对应仿生鱼的鱼尾摆动周期,频率范围为1500~1700 Hz;模拟潜水员信号间隔为0.25 s,对应氧气瓶气泡喷吐周期,频率范围为150~400 Hz。该技术为多类型水声目标探测和鉴别提供了重要技术手段,有望推动水下目标探测与海洋监测的发展,拓展Φ-OTDR的应用领域。 展开更多

关键词 相位敏感光时域反射计 水下多类型目标探测 时空二维Kalma n算法 相位卷绕特性

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IQ解调低通滤波器截止频率变化对Φ-OTDR系统性能的影响

9

作者 张振鹤 刘丰年 +5 位作者 张国敬 赖榕 张竣凯 黄逸轩 钟晴 龙晟 《光通信技术》 北大核心 2025年第2期34-39,共6页

为了优化相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)系统的信号解调质量、空间分辨率及振动定位性能,基于外差相干探测的Φ-OTDR系统通过欠采样和同相正交(IQ)解调技术,研究了低通滤波器(LPF)截止频率对系统性能的影响。实验中采用窄线宽激光器、... 为了优化相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)系统的信号解调质量、空间分辨率及振动定位性能,基于外差相干探测的Φ-OTDR系统通过欠采样和同相正交(IQ)解调技术,研究了低通滤波器(LPF)截止频率对系统性能的影响。实验中采用窄线宽激光器、声光调制器、平衡探测器等搭建系统,并设置5种不同截止频率(12.5、10、7.5、5、2.5 MHz)的LPF进行对比分析。实验结果表明:当LPF截止频率为7.5 MHz时,解调信号的信噪比(SNR)达到最高值(40 d B),且不同采样点间的信号质量更稳定;同时,LPF截止频率对系统空间分辨率无显著影响,但对振动定位存在一定误差(约2~5 m)。 展开更多

关键词 相位敏感光时域反射仪 同相正交解调 低通滤波器

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谱减降噪法在相位敏感OTDR扰动传感系统中的应用 被引量：8

10

作者 张春熹 邓卓 +1 位作者 王夏霄 于佳 《激光杂志》 北大核心 2019年第3期16-19,共4页

针对当前基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤扰动传感系统降噪算法复杂且效果不明显的问题,提出了谱减降噪法。首先对采样信号进行加窗分帧和傅里叶变换;其次取前十五帧无扰动信号功率谱的平均值作为噪声的功率谱估计,用含... 针对当前基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤扰动传感系统降噪算法复杂且效果不明显的问题,提出了谱减降噪法。首先对采样信号进行加窗分帧和傅里叶变换;其次取前十五帧无扰动信号功率谱的平均值作为噪声的功率谱估计,用含有扰动信号的功率谱减去噪声的估计谱得到降噪信号的功率谱;最后降噪信号通过逆傅里叶变换得到其时域信号。谱减法运算快且失真小,研究结果表明了在传感距离为53. 6 km的情况下,降噪信号的信噪比提高了2. 7 dB。 展开更多

关键词 谱减法 相位敏感光时域反射计 分布式光纤扰动传感 功率谱

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相干衰落抑制Φ-OTDR的分布式光纤周界安防技术 被引量：2

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作者 胡祖翰 钱恒 +3 位作者 石先明 刘利平 徐余明 罗斌 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期564-571,共8页

基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统在铁路周界安防中有着重要的应用前景.为降低Φ-OTDR中固有的相干衰落对相位解调的影响,提高扰动信号识别率,提出一种基于矢量旋转滑动平均(MVRA)的相干衰落抑制方法.首先,... 基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的分布式光纤振动传感系统在铁路周界安防中有着重要的应用前景.为降低Φ-OTDR中固有的相干衰落对相位解调的影响,提高扰动信号识别率,提出一种基于矢量旋转滑动平均(MVRA)的相干衰落抑制方法.首先,对探测信号复矢量化,并对各位置的复矢量信号按初相角进行旋转对齐;然后,采用滑动平均的方法缓和信号幅度起伏以及减小噪声功率,提高信噪比,进而抑制相干衰落;其次,从衰落抑制信号解调出扰动信号,将MVRA与频谱提取重组(SERM)、数字向移变换(DPST)方法进行对比,通过差分相位标准差验证抗衰落效果;最后,通过搭建分布式光纤周界入侵检测实验平台,模拟环境噪声、应力破坏、攀爬、剪网4种防护扰动信号,以解调的相位灰度图作为特征图像,使用卷积神经网络进行模式识别.实验结果表明:相比SERM、DPST,MVRA能更高效地抑制衰落,当滑动窗长50 ns时,MVRA提高11.2 dB信噪比;扰动信号的识别率由衰落抑制前的88%提高到衰落抑制后的92%. 展开更多

关键词 相位敏感光时域反射计 相干衰落 周界安防

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相位敏感OTDR系统的信号解调方法 被引量：7

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作者 方英兰 刘升 +3 位作者 沈成银 洪炎 纪利琴 王月琴 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期123-128,共6页

提出了一种改进的关于相位敏感光时域反射计(OTDR)系统的信号解调方法.从理论上阐述了该方法的原理,分析了该方法中关键参数(平均次数、滑动窗口和相减间隔)的取值对相位敏感OTDR系统信号处理结果的影响,并且总结了它们取值的指导依据... 提出了一种改进的关于相位敏感光时域反射计(OTDR)系统的信号解调方法.从理论上阐述了该方法的原理,分析了该方法中关键参数(平均次数、滑动窗口和相减间隔)的取值对相位敏感OTDR系统信号处理结果的影响,并且总结了它们取值的指导依据。与常规的数字平均方法对比,利用该方法进行数据处理,有效地解调出扰动信号,进一步说明该方法的可行性.结果表明,该方法根据信号的波动特征将原始数据进行分组,提高了各组数据的相关性,从而明显改善了系统的信噪比,对长距离相位敏感OTDR系统性能的优化有一定的指导意义. 展开更多

关键词 纤维与波导光学 相位敏感光时域反射计 数字平均 滑动窗口 相减间隔

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基于IQ解调的相位敏感OTDR的研究 被引量：7

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作者 贺梦婷 庞拂飞 +1 位作者 梅烜玮 王廷云 《光通信技术》 北大核心 2016年第9期23-26,共4页

对单模光纤后向瑞利散射的一维脉冲响应物理模型做了分析,同时对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的相干探测原理做了详细介绍,并对φ-OTDR的信号解调方法进行研究。此外,构建了一套完整的φ-OTDR系统进行压电陶瓷(PZT)振动检测实验,利用... 对单模光纤后向瑞利散射的一维脉冲响应物理模型做了分析,同时对相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的相干探测原理做了详细介绍,并对φ-OTDR的信号解调方法进行研究。此外,构建了一套完整的φ-OTDR系统进行压电陶瓷(PZT)振动检测实验,利用正交解调的方法对拍频信号进行处理,再对得到的后向瑞利散射信号的幅度和相位进行分析,实现了不同波形扰动信号的位置和频率信息的检测。 展开更多

关键词 相位敏感光时域反射 一维脉冲响应模型 正交解调

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基于φ-OTDR的车辆振动信号检测方法

14

作者 熊显名 郭逸璇 +2 位作者 曾创 杜浩 陈聪 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第7期85-90,共6页

针对相位敏感光时域反射计(Phase Sensitive Optical Time Domain Reflectometer,φ-OTDR)系统在车辆振动信号检测中信号信噪比低且检测准确率受频率影响的问题,提出了一种引导边缘滤波检测(Guided Edge Filter,GEF)方法。GEF方法在减... 针对相位敏感光时域反射计(Phase Sensitive Optical Time Domain Reflectometer,φ-OTDR)系统在车辆振动信号检测中信号信噪比低且检测准确率受频率影响的问题,提出了一种引导边缘滤波检测(Guided Edge Filter,GEF)方法。GEF方法在减少噪声影响的同时保留并提取出有效的振动位置信息。使用PZT分别产生不同频率的振动信号,将GEF方法与直接振幅差分法进行实验对比。结果表明,使用GEF方法得到的平均信噪比相较于直接振幅差分法提高了3.26 dB。使用公路上行驶车辆的振动信号进行测试,结果表明,使用GEF方法得到的信噪比最高为3.98 dB,比直接振幅差分法提高了2.65 dB。 展开更多

关键词 相位敏感光时域反射计 车辆检测 信号处理 信噪比

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基于奇异值分解的Ф-OTDR相位提取 被引量：1

15

作者 吕龙宝 庞拂飞 +1 位作者 刘奂奂 梅烜玮 《光通信技术》 北大核心 2018年第9期51-54,共4页

在相位敏感光时域反射仪(Ф-OTDR)传感系统中,相位差分方法常被用来还原扰动信号。当相位差分所选取的位置受到噪声的影响,噪声引起的相位波动可能会导致信号还原失败。提出了一种基于奇异值分解(SVD)和相位差分方法的Ф-OTDR相位提取... 在相位敏感光时域反射仪(Ф-OTDR)传感系统中,相位差分方法常被用来还原扰动信号。当相位差分所选取的位置受到噪声的影响,噪声引起的相位波动可能会导致信号还原失败。提出了一种基于奇异值分解(SVD)和相位差分方法的Ф-OTDR相位提取技术。在实现扰动的精确定位后,分别在扰动位置前后构建解调相位矩阵,并对其进行奇异值分解和重建。实验结果表明:SVD去噪方法可以有效抑制噪声引起的相位波动;结合相位差分方法,能确保外界扰动信号被准确还原。 展开更多

关键词 相位敏感光时域反射仪 相位提取 奇异值分解

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基于小波包降噪与特征投影的Φ-OTDR振动定位

16

作者 彭怀敏 陈宏滨 +3 位作者 陈平 张超 孙榕 蒋贺雷 《光通信技术》 北大核心 2024年第6期61-67,共7页

为建立通信光缆长度与地理位置数据库,提出一种基于小波包降噪与特征投影的相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)振动定位算法。该算法利用Φ-OTDR进行光缆长度定位,有效应对实际光缆线路中的干扰信号问题。通过小波包分解信号并应用阈值法降... 为建立通信光缆长度与地理位置数据库,提出一种基于小波包降噪与特征投影的相位敏感光时域反射仪(Φ-OTDR)振动定位算法。该算法利用Φ-OTDR进行光缆长度定位,有效应对实际光缆线路中的干扰信号问题。通过小波包分解信号并应用阈值法降噪,同时基于敲击振动信号的频率特性,选取特定小波包,以其能量为特征向量进行投影,有效解调振动信号并抑制干扰。测试结果表明:相较于其它算法,所提算法的复杂度低、性能优异,可成功应用于嵌入式设备,实现了对20 km光缆的精确敲击定位。 展开更多

关键词 相位敏感光时域反射仪 小波包分解 特征投影 资源清查

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基于增强型φ-OTDR的光纤麦克风阵列实现方法

17

作者 韩钰铖 佟帅 +6 位作者 罗承镇 赵世松 张道 李洪任 李云飞 熊菲 张益昕 《光电子技术》 2024年第4期275-281,288,共8页

针对相位敏感型光时域反射计(φ-OTDR)系统易受到干涉信号失真、相干衰落噪声和传感光纤灵敏度的限制,在声学信号的高保真重建中面临挑战的问题,提出了一种基于增强型φ-OTDR的高保真分布式光纤麦克风(DOFM)阵列的实现方法。通过锁相的... 针对相位敏感型光时域反射计(φ-OTDR)系统易受到干涉信号失真、相干衰落噪声和传感光纤灵敏度的限制,在声学信号的高保真重建中面临挑战的问题,提出了一种基于增强型φ-OTDR的高保真分布式光纤麦克风(DOFM)阵列的实现方法。通过锁相的结构设计与优化IQ解调,提升系统信噪比(SNR)的同时降低了运算复杂度,结合一种多点声音信号增强(MASE)算法,在80~3 400 Hz频率范围内,系统SNR相对于单个等效传感节点(ESU)提高了12.5 dB,相位解调的失真抑制率(DSR)达到95%。测试结果显示,该方法能够为实现高性能光纤麦克风阵列提供一种可靠的技术途径。 展开更多

关键词 相位光时域反射计 多点声信号增强算法 分布式光纤麦克风

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用于燃气管道破坏预警的Φ-OTDR技术 被引量：10

18

作者 王宇 吴瑞东 +3 位作者 董齐 谭晋隆 王东 靳宝全 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第2期225-227,共3页

针对燃气管道的安全监控和破坏预警问题,介绍了基于相位敏感光时域反射原理的分布式光纤振动检测技术。该技术对于燃气管道的周界振动信号具备精细的定位精度,多点的定位能力和快速的响应时间。实验室内已实现在总长11 km的传感光纤上,... 针对燃气管道的安全监控和破坏预警问题,介绍了基于相位敏感光时域反射原理的分布式光纤振动检测技术。该技术对于燃气管道的周界振动信号具备精细的定位精度,多点的定位能力和快速的响应时间。实验室内已实现在总长11 km的传感光纤上,约5 km的检测范围,小于10 m的定位精度和高于10 d B的信噪比,当前的振动信号动态响应范围处于100-700 Hz。 展开更多

关键词 光纤传感 振动检测 相位敏感光时域反射计 燃气管道

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Φ-OTDR系统的数字信号处理及应用 被引量：10

19

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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一种新型的光纤相位OTDR系统频漂误差抑制算法的研究（英文） 被引量：4

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作者 张晞 曹巧媛 +2 位作者 李勤 钟翔 李立京 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期2150-2155,共6页

激光器的频率漂移对相位敏感光时域反射计的定位有重要的影响,其直接导致定位的信噪比下降。提出一种频谱分析结合选取特征频段的定位算法,在算法中通过选取合适的特征频段,对影响系统定位的激光器频漂进行误差抑制。特征频段的选取通... 激光器的频率漂移对相位敏感光时域反射计的定位有重要的影响,其直接导致定位的信噪比下降。提出一种频谱分析结合选取特征频段的定位算法,在算法中通过选取合适的特征频段,对影响系统定位的激光器频漂进行误差抑制。特征频段的选取通过实验信噪比的高低决定。通过实验验证,结果显示该算法提高了系统定位性能并进一步提高了信噪比。 展开更多

关键词 频率漂移 相位敏感光时域反射计 频谱分析 定位算法

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