基于S-G和CEEMDAN技术的光纤光栅传感信号降噪方法研究

1

作者 黄刚 潘李克 +3 位作者 何成章 杨成丰 李忠 弓少康 《电测与仪表》 北大核心 2025年第2期69-75,共7页

针对现有信号降噪方法在光纤布拉格光栅传感系统信号处理中存在的精度低和可靠性差等问题,基于光纤布拉格光栅传感原理,提出了一种结合自适应噪声完全集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive n... 针对现有信号降噪方法在光纤布拉格光栅传感系统信号处理中存在的精度低和可靠性差等问题,基于光纤布拉格光栅传感原理,提出了一种结合自适应噪声完全集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)方法和S-G滤波方法的光纤布拉格光栅传感系统信号降噪方法。采用CEEMDAN方法对传感系统信号进行分解,对分解后的内涵模态分解(intrinsic mode functions,IMF)分量进行S-G滤波,并对滤波后的IMF分量进行重构。通过试验对多种含噪情况进行对比分析,验证了所提方法的可行性。结果表明,与传统的降噪方法相比,该方法具有更好的降噪性能,波长波动大幅降低超过90%,在信噪比(signal-to-noise radio,SNR)和峰值信噪比(peak signal-to-noise radio,PSNR)指标上提高1 dB左右,可以在保持传感信号细节特征的前提下有效地降低信号噪声,具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 光纤光栅 传感系统 信号降噪方法 CEEMDAN方法 s-G滤波

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B/S模式的FBG信号远程监控系统设计 被引量：2

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作者 胡威 李英娜 +3 位作者 彭庆军 梁仕彬 张少泉 李川 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第5期84-86,90,共4页

采用B/S结构作为监控系统的基本架构,开发了光纤Bragg光栅（FBG）远程监测系统。通过访问Web网络可以在浏览器界面查看FBG解调系统检测的FBG传感器数据。研究结果表明：通过查询2014年11月28日-2014年12月27日期间应变桩FBG应变传感器... 采用B/S结构作为监控系统的基本架构,开发了光纤Bragg光栅（FBG）远程监测系统。通过访问Web网络可以在浏览器界面查看FBG解调系统检测的FBG传感器数据。研究结果表明：通过查询2014年11月28日-2014年12月27日期间应变桩FBG应变传感器应变变化的时序曲线图与边坡上表面FBG位移传感器位移变化的时序曲线图,能够及时了解到不同监测对象的物理变化量。通过远程实时观察传感器数据信息,为工程的安全监测提供了依据。 展开更多

关键词 远程实时监控 B/s结构 光栅解调系统 光纤BRAGG光栅传感器

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基于S型结构的光纤光栅微位移传感器的研究

3

作者 周晓影 康娟 +1 位作者 王小蕾 桑涛 《光通信技术》 北大核心 2016年第11期30-33,共4页

提出了一种特殊的光纤光栅传感器，该传感器在s型结构上刻写而成。在实验中，监测传感器透射光谱中的波谷特征波长实现微位移的测量。为了获取精准的测量数据，实验选取在1533．06nm（dipl）和1564．57nm（dip2）两处的干涉谷的特征波... 提出了一种特殊的光纤光栅传感器，该传感器在s型结构上刻写而成。在实验中，监测传感器透射光谱中的波谷特征波长实现微位移的测量。为了获取精准的测量数据，实验选取在1533．06nm（dipl）和1564．57nm（dip2）两处的干涉谷的特征波长作为观察的对象。通过理论分析和实验验证在0～70μm的微位移测量范围，两个干涉谷漂移量与微位移均呈现良好的线性关系。 展开更多

关键词 光纤光栅传感器 长周期光纤光栅 s型结构 微位移测量

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基于等分平均原理的转台转速测量方法研究

4

作者 佘嘉演 朱维斌 +2 位作者 黄垚 邹伟 薛梓 《传感技术学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期2037-2042,共6页

针对转台运动过程中的转速高精度测量问题开展研究,将等分平均法(Equal Division Average,EDA)应用到转台转速测量领域。首先分析了转台转速测量过程中的误差源,阐述了安装偏心偏斜引起的谐波误差和计数器法带来的±1计数误差对测... 针对转台运动过程中的转速高精度测量问题开展研究,将等分平均法(Equal Division Average,EDA)应用到转台转速测量领域。首先分析了转台转速测量过程中的误差源,阐述了安装偏心偏斜引起的谐波误差和计数器法带来的±1计数误差对测量精度的影响;采用多传感器等分平均测速实现谐波误差的原理性抑制,提出改进测速方案来降低±1计数误差对测速精度的影响;搭建转台转速测量实验平台验证多传感器等分平均测速效果,实验结果证明了等分平均对谐波误差的抑制作用;150°/s内的多个转速的实验显示EDA方法角速率测量误差小于0.9×10^(-3),角速率测量稳定性优于0.6×10^(-4)。 展开更多

关键词 转台 多传感器 等分平均法 转速 光栅

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基于光纤Bragg光栅反射波带宽展宽的压力传感研究 被引量：17

5

作者 郭团 乔学光 +2 位作者 贾振安 孙安 陈长勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期288-290,共3页

报道了一种新颖的光纤Bragg光栅压力传感装置 ,提出并实现了利用光纤Bragg光栅反射波带宽展宽实现压力传感的新方法 利用压力作用下双孔悬臂梁非均匀应变带动光栅使Bragg反射波漂移的同时带宽展宽 ,实现压力传感 在 0～ 2 3 .5N的测... 报道了一种新颖的光纤Bragg光栅压力传感装置 ,提出并实现了利用光纤Bragg光栅反射波带宽展宽实现压力传感的新方法 利用压力作用下双孔悬臂梁非均匀应变带动光栅使Bragg反射波漂移的同时带宽展宽 ,实现压力传感 在 0～ 2 3 .5N的测量范围内 ,基于光谱分析仪 0 .0 5nm的光谱分辨率 ,压力分辨率为 0 .54N ,带宽最大展宽量 2 .1 4nm ,压力响应曲线具有良好的线性 多次测量表明 :展宽波型稳定 。 展开更多

关键词 光纤光栅 带宽展宽 压力传感

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凝视光电成像系统猫眼回波特性的理论与实验研究 被引量：14

6

作者 雷鹏 孙可 +3 位作者 张玉发 李峰 聂劲松 孙晓泉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期17-23,共7页

以惠更斯-菲涅尔衍射公式为基础,推导了猫眼系统的回波光场,并以二维光栅作为凝视光电成像系统的焦平面器件进行理论计算和实验验证.分析了光阑孔径对回波图像与焦平面器件调制之间相关性及空间截止频率对猫眼回波的影响.结果表明:随着... 以惠更斯-菲涅尔衍射公式为基础,推导了猫眼系统的回波光场,并以二维光栅作为凝视光电成像系统的焦平面器件进行理论计算和实验验证.分析了光阑孔径对回波图像与焦平面器件调制之间相关性及空间截止频率对猫眼回波的影响.结果表明:随着光阑孔径的减小,回波图像信息减少,与焦平面上光斑的相关性降低;随着光阑孔径的增大,光栅干涉形成的次级光斑逐渐出现在回波图像中,回波图像也由于各级光斑的干涉变得复杂,对应的空间频谱变化反映了各级光斑的交叠情况.该研究对利用回波特征用于凝视光电成像侦察设备实施激光主动探测具有实际应用价值. 展开更多

关键词 激光技术 猫眼回波 波动光学 二维光栅 光阑孔径 空间频谱

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光纤光栅技术及其发展 被引量：3

7

作者 刘志国 张艺兵 +2 位作者 金发宏 董孝义 盛秋琴 《光通信技术》 CSCD 1996年第2期141-145,共5页

本文对目前国外光纤光栅的研究概况进行了评述。介绍了几种光纤光栅无源和有源器件，并对成栅光源、成栅方法性能进行了比较。

关键词 光纤 光纤光栅器件 光纤元件

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车辆荷载下路基变形特性分析 被引量：11

8

作者 孟上九 周健 +2 位作者 王淼 程有坤 孙义强 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2018年第2期35-41,共7页

采用光纤布拉格光栅(FBG)技术监测路基动态变形,并结合数值模拟手段可以有效分析车辆荷载下路基的变形特性。本文对埋设FBG传感器的试验路段进行车辆荷载作用下路基动态加载—卸载试验,监测其动态变形响应。结合现场实测数据,通过FLAC3... 采用光纤布拉格光栅(FBG)技术监测路基动态变形,并结合数值模拟手段可以有效分析车辆荷载下路基的变形特性。本文对埋设FBG传感器的试验路段进行车辆荷载作用下路基动态加载—卸载试验,监测其动态变形响应。结合现场实测数据,通过FLAC3D软件对路基在车辆荷载下动态变形响应进行了模拟。结果表明:在1.4 t车辆荷载作用下,弹性变形均是塑性变形的8倍左右,数值模拟与现场监测获得的路基动态变形趋势一致,均以弹性变形为主、塑性变形较小;表明建模方法、参数选取及计算过程合理。在此基础上,利用经过校验的计算方法对不同车辆荷载下路基动态变形进行了多工况计算分析,分析中发现:路基弹性变形、塑性变形同车辆荷载非线性关系显著:荷载增加4倍时,弹性变形增加约4倍、塑性变形增加4倍;车辆荷载增加9倍时,弹性变形增加约11倍、塑性变形增加约13倍。因此,应对重载车辆对路基的破坏作用给予足够关注。采用现场测试与数值模拟相结合的方法,可较为高效合理地分析路基动态变形响应,为道路工程防灾减灾及安全评价提供了技术手段。 展开更多

关键词 光纤布拉格光栅 路基动态变形 现场监测 FLAC3D软件 数值模拟

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架空输电线路覆冰监测用FBG拉力传感器的研制 被引量：11

9

作者 蒋建 李成榕 +1 位作者 马国明 罗颖婷 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期3028-3034,共7页

相对于传统的电阻应变片,光纤布喇格光栅(fiberbragggrating,FBG)传感器具有抗电磁场干扰、绝缘性能好、寿命长等优点,可以可靠地用于架空输电线路的覆冰测量。为了提高已有的FBG柱式称重传感器性能,更好地监测导线覆冰情况,研制了用于... 相对于传统的电阻应变片,光纤布喇格光栅(fiberbragggrating,FBG)传感器具有抗电磁场干扰、绝缘性能好、寿命长等优点,可以可靠地用于架空输电线路的覆冰测量。为了提高已有的FBG柱式称重传感器性能,更好地监测导线覆冰情况,研制了用于耐张塔处的光纤布喇格光栅S型拉力传感器,结合光纤布喇格光栅倾角传感器,可以测量导线覆冰厚度、张力、弧垂等多项重要参数。所研制的光纤布喇格光栅S型拉力传感器由弹性体和FBG传感器两部分组成。其中弹性体采用S形剪切式外形,工字形截面。在弹性体两侧腹板处分别成±45°粘贴FBG传感器。弹性体受力后,在两侧腹板处可相应地产生拉压成双的主应变,两FBG波长值相减,不用额外补偿措施即能消除FBG温度与应变的交叉敏感问题。实验室研究表明,所研制的光纤布喇格光栅S型拉力传感器线性度较高,非线性误差为0.76%,灵敏度为0.0495pm/N,分辨率为20.2N/pm,精确度为1.2%,相对于实验室以前研制的FBG柱式称重传感器,非线性误差降低了一半,精确度提高了一倍,工作稳定。 展开更多

关键词 架空输电线路 覆冰监测 光纤布喇格光栅 拉力传感器 s形剪切式 温度补偿

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利用光敏光纤制作少模光纤布喇格光栅 被引量：3

10

作者 范万德 项阳 +4 位作者 许兆文 张昊 宁鼎 袁树忠 董孝义 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期564-566,共3页

利用相位掩模技术在光敏光纤中制作出了少模光纤布喇格光栅 ,1 .0 6 μm波长附近有2～ 3个特征峰 ,峰值约 4～ 5dB 对这种光纤光栅的特性进行了分析 ,结果表明理论与实验结果符合得较好 ,并对光纤光栅的温度特性进行了实验研究和理论分... 利用相位掩模技术在光敏光纤中制作出了少模光纤布喇格光栅 ,1 .0 6 μm波长附近有2～ 3个特征峰 ,峰值约 4～ 5dB 对这种光纤光栅的特性进行了分析 ,结果表明理论与实验结果符合得较好 ,并对光纤光栅的温度特性进行了实验研究和理论分析 ,实验结果测得光纤光栅的温度敏感度为 9～ 1 展开更多

关键词 光纤布喇格光栅(FBC) 相位掩模 少量模 温度特性

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高温泊松比测试方法与对比 被引量：5

11

作者 李禾 张少钦 +1 位作者 邓颖 吴琼 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期28-31,共4页

对高温环境下材料泊松比测试的常规方法以及新发展的基于高温云纹干涉的测量技术进行了阐述和比较,新方法具有对各向同性或各向异性材料的广泛适用性和非接触、高灵敏度、大范围、全场测量等优越性,在先进材料研制中有应用价值。

关键词 高温云纹干涉 高密光栅 泊松比 非接触测量

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光纤Bragg光栅反射波长移位探测的一种新方法 被引量：1

12

作者 张爱华 李岩 +1 位作者 张书练 谢芳 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2002年第3期180-182,共3页

提出了一种用计算机实现的光纤 Bragg光栅反射波长移位的探测方法。由计算机经 D/ A转换器产生一个扫描三角波 ,驱动 PZT周期拉伸参考光纤光栅。当参考光纤光栅栅距与传感光纤光栅栅距匹配时 ,探测器输出峰值 ,由此可测得传感光纤光栅... 提出了一种用计算机实现的光纤 Bragg光栅反射波长移位的探测方法。由计算机经 D/ A转换器产生一个扫描三角波 ,驱动 PZT周期拉伸参考光纤光栅。当参考光纤光栅栅距与传感光纤光栅栅距匹配时 ,探测器输出峰值 ,由此可测得传感光纤光栅反射波长移位。实验表明 ,该方法可构成柔性实验系统 ,具有波长移位探测精度高 ,线性度好 ,易操作等优点。 展开更多

关键词 反射波长移位 光纤布喇格光栅 栅距 探测

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云雨滴边界衍射的理论推导及数值模拟 被引量：1

13

作者 岑家生 王青梅 +1 位作者 罗晖 吴强 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期837-840,856,共5页

为了研究云和降水的微物理特性,根据杨氏边界衍射理论,结合MATHEMATICA和MATLAB两种数学软件,采取理论推导和数值模拟的方法,针对球形和椭球形云雨滴建立了在夫琅和费近似条件下,光轴上的单色点光源照射情况以及单色平行光照射情况的边... 为了研究云和降水的微物理特性,根据杨氏边界衍射理论,结合MATHEMATICA和MATLAB两种数学软件,采取理论推导和数值模拟的方法,针对球形和椭球形云雨滴建立了在夫琅和费近似条件下,光轴上的单色点光源照射情况以及单色平行光照射情况的边沿衍射场分布;对单色平行光照射下云雨滴的边沿衍射进行了数值摸拟;并针对边沿衍射在雨滴探测中会引起的问题进行了分析,提出了变动阈值解决办法。结果表明,孔径衍射图样是几何投影光波和边界衍射光波的叠加;边界衍射是粒子边沿的不均匀性散射的结果,同等条件下随粒子大小和形状的差异而不同。这对云雨粒子的探测具有指导意义。 展开更多

关键词 衍射与光栅 云雨滴探测 理论推导 数值模拟

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一种新型宽频带交错双栅输入输出结构的设计 被引量：2

14

作者 谢文球 樊宇 +4 位作者 马同礼 王自成 罗积润 赵鼎 田文杰 《微波学报》 CSCD 北大核心 2015年第S2期104-106,共3页

本文针对原有交错双栅结构输入输出系统较复杂的缺点,设计了一种新型宽频带交错双栅输入输出结构,该输入输出结构具有长度较短,易于加工,在宽频带范围内端口反射系数小,对电子枪和收集极的隔离度高等优点。将该结构应用于一支94GHz交错... 本文针对原有交错双栅结构输入输出系统较复杂的缺点,设计了一种新型宽频带交错双栅输入输出结构,该输入输出结构具有长度较短,易于加工,在宽频带范围内端口反射系数小,对电子枪和收集极的隔离度高等优点。将该结构应用于一支94GHz交错双栅带状注行波管的设计,采用CST-MWS仿真获得了良好的信号传输特性。 展开更多

关键词 交错双栅 输入输出结构 s参数 带状注行波管 CsT-MWs

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基于小波二维重建的强噪声光栅信号奇异点检测 被引量：1

15

作者 王远干 喻洪麟 巴军 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第3期330-333,共4页

机械传动轴扭矩信号的奇异点携带重要信息,准确而有效地检测出信号的奇异点,对于故障分析和保障系统安全具有重要意义。实际采集的光栅传感信号含有很强的噪声,干扰了奇异点的检测。传统的小波频域或其他滤波方法,会同时光滑信号奇异点... 机械传动轴扭矩信号的奇异点携带重要信息,准确而有效地检测出信号的奇异点,对于故障分析和保障系统安全具有重要意义。实际采集的光栅传感信号含有很强的噪声,干扰了奇异点的检测。传统的小波频域或其他滤波方法,会同时光滑信号奇异点。根据信号和噪声在小波变换下的不同特性,提出了一种将小波滤波与奇异值检测相结合的方法,通过将噪声频段的分解系数置0,实现信号的小波时-频二维滤波重建,它能在滤去噪声的同时很好地保持信号的奇异信息,适合强噪声下的信号奇异性检测与分析。实验中对含噪声光栅信号进行了对比处理,结果表明,该方法能在强噪声干扰下有效地检测到信号的奇异点。 展开更多

关键词 光栅传感器 奇异值检测 小波重建 模极大值

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外差激光阵列探测中光学匹配的研究

16

作者 李洪滨 张鹏 +3 位作者 赵树民 南京达 王晓欧 尚铁梁 《红外与激光工程》 EI CSCD 1996年第1期44-50,共7页

本文针对激光外差探测中，使用阵列探测器提高探测速度时必需解决的光学匹配问题，在推导出计算全息位相光栅的条纹分布函数的基础上，对研制及应用其实现光学匹配等内容进行了论述。

关键词 激光探测 外差接收机 全息光栅 相位匹配

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激光阵列探测中影响计算全息位相光栅衍射效率因素的分析

17

作者 张鹏 李洪滨 南京达 《红外与激光工程》 EI CSCD 1996年第1期27-33,共7页

本文针对相干阵列探测系统中的光束整形问题，讨论了影响计算全息位相光栅衍射效率的一些因素。为计算全息图的设计及光栅的制作提供了重要的依据，使其实际应用成为可能。

关键词 激光探测 衍射传播 传输效率 全息光栅 位相匹配

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激光调制在光盘刻槽机中的应用

18

作者 杨耀文 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1996年第2期83-87,共5页

文章展示了光盘刻槽机中激光刻录系统的激光稳定与光信息处理技术，同时阐述了声光效应及其支持电路的性能。最终证明，声光技术将在多媒体技术和信息压缩等领域得到广泛应用。

关键词 光盘 刻槽机 声光调制器 光学刻录

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