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直线型光纤Sagnac干涉仪声传感器及其去噪方法研究
被引量：
15
1
作者
何乐
丰鑫
+2 位作者
吴华明
黄丽贞
肖永生
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第9期70-77,共8页
光纤声传感器可广泛应用于能源和安防等重要领域,但其噪声复杂进而影响测量精度和稳定性,针对此问题,基于直线型光纤Sagnac干涉仪声传感系统,提出了一种改进小波阈值去噪方法,在此基础上,结合信号特征还设计了一种综合滤波方案,以提高...
光纤声传感器可广泛应用于能源和安防等重要领域,但其噪声复杂进而影响测量精度和稳定性,针对此问题,基于直线型光纤Sagnac干涉仪声传感系统,提出了一种改进小波阈值去噪方法,在此基础上,结合信号特征还设计了一种综合滤波方案,以提高系统语音探测质量。以实测语音信号为例,所提算法能将信号Allan方差值减小到8.24×10^-14,而类间距判据值增大为6.91,有效改善了语音信号的质量。所提方法可广泛应用于声音传感领域,且对于光纤干涉仪声传感系统后期声源定位的准确性也具有重要意义。
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关键词
光纤声传感器
小波阈值算法
去噪
ALLAN方差
类间距
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职称材料
FOCT双Sigmoid函数自适应去噪及网络传输系统设计
被引量：
1
2
作者
吴华明
刘宪爽
+2 位作者
孙学勇
朱俊
傅建平
《传感器与微系统》
CSCD
2018年第11期121-123,127,共4页
为了提高光纤电流互感器(FOCT)输出信号的信噪比(SNR),针对FOCT输出信号的特征,提出一种改进的双Sigmoid函数变步长自适应算法,并利用ActiveX技术设计了一种自适应去噪及网络传输系统。通过设计的系统,将所提出的算法与现有的一种变步...
为了提高光纤电流互感器(FOCT)输出信号的信噪比(SNR),针对FOCT输出信号的特征,提出一种改进的双Sigmoid函数变步长自适应算法,并利用ActiveX技术设计了一种自适应去噪及网络传输系统。通过设计的系统,将所提出的算法与现有的一种变步长自适应算法进行了对比分析,结果表明:提出的算法获得的抗噪声干扰能力更强,测量准确度更高。利用LabVIEW的TCP/IP开发工具包实现了数据的网络通信,满足了高压电网测量的实际工程所需。
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关键词
光纤电流互感器
变步长自适应算法
双Sigmoid函数
ACTIVEX技术
网络传输
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职称材料
基于自发瑞利-布里渊散射测量空气的温度
被引量：
2
3
作者
商景诚
吴涛
+2 位作者
杨传音
毛崎波
何兴道
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期2998-3006,共9页
瑞利-布里渊散射的散射截面比拉曼散射大,因而其在大气散射中实现对大气对流层温度廓线的准确测量方面具有一定的优势,同时利用瑞利-布里渊散射实现高压环境下温度的准确测量对于航天飞机主引擎状态的监测和超燃发动机燃烧室参数测量方...
瑞利-布里渊散射的散射截面比拉曼散射大,因而其在大气散射中实现对大气对流层温度廓线的准确测量方面具有一定的优势,同时利用瑞利-布里渊散射实现高压环境下温度的准确测量对于航天飞机主引擎状态的监测和超燃发动机燃烧室参数测量方面具有重要意义。基于自发瑞利-布里渊散射分别采用反卷积方法和卷积方法来实现空气在不同压力条件下的温度反演,研究引起温度反演误差的原因,并对利用两种方法获得的温度测量结果进行了比较。在利用基于维纳滤波器的反卷积方法对测量光谱直接处理实现温度反演之前,首先利用反卷积方法对由自发瑞利-布里渊散射模型与仪器函数卷积得到的卷积光谱进行处理获得反卷积光谱,将反卷积光谱与未经卷积的理论计算光谱进行比较实现温度反演,并基于温度反演误差小于1.0K,光谱拟合误差相对较小,光谱处理时间短的参数优化原则对反卷积方法中的关键参数奇异值叠加数进行了优化处理,得到优化后的奇异值叠加数为150。随后实验测量了由532nm波长的连续激光激发的纯净空气在温度为294.0K,压强为1~7bar条件下的自发瑞利-布里渊散射光谱,并结合理论计算光谱和最小χ^2值原理对光谱信号散射角进行优化,优化值为90.7°,同时利用反卷积和卷积方法分别对实验测量光谱进行处理实现空气在不同压强下的温度反演。实验结果表明反卷积方法在一定程度上可以提高信号光谱分辨率,而且利用反卷积和卷积方法均可以实现空气在不同压力(1~7bar)条件下温度的准确测量,温度测量的最大误差均小于2.0K;利用反卷积方法的温度反演结果随着气体压强的增大随之得到改善,实现温度反演测量所需要的光谱处理时间减少;在空气压强较低(≤2bar)时,由卷积方法获得的温度反演结果要优于反卷积方法,压强较高(>2bar)时,两种方法的温度反演结果相近,其绝对误差均小于1.0K。通过分析得到引起两种方法温度反演误差的原因主要包括环境温度的波动(±0.2K),散射角存在一定的不确定度以及气体的各已知参数的微量偏差对温度测量结果的影响以及反卷积对光谱噪声的非线性放大引起的光谱扰动对温度测量结果的影响。在实验中可以通过提高测量光谱的信噪比、提高散射角的优化精度及改善反卷积方法来获得更加准确的参数测量结果。
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关键词
大气散射
布里渊散射
瑞利散射
反卷积
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职称材料
题名
直线型光纤Sagnac干涉仪声传感器及其去噪方法研究
被引量：
15
1
作者
何乐
丰鑫
吴华明
黄丽贞
肖永生
机构
无损
检测
与光电
传感
技术
及应用国家地方联合
工程
实验室
无损
检测
技术
教育部重点
实验室
南昌航空大学测试与光电工程学院江西省光电检测技术工程实验室
南昌
航空
大学
信息
工程
学院
华中科技
大学
光学与电子信息
学院
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第9期70-77,共8页
基金
国家自然科学基金(11964019,11264031)
江西省青年科学基金重大项目(20143ACB21011)
+5 种基金
航空科学基金(2017ZC56003,20162856004)
无损检测技术教育部重点实验室基金(EW201980090,ZD201629004)
江西省自然科学基金(20192BAB202006,20192BAB207001,20151BAB207054)
江西省教育厅科技项目(GJJ170594)
江西省图像处理与模式识别重点实验室开放基金(ET201908119)
南昌航空大学研究生创新专项基金(YC2017051)项目资助
文摘
光纤声传感器可广泛应用于能源和安防等重要领域,但其噪声复杂进而影响测量精度和稳定性,针对此问题,基于直线型光纤Sagnac干涉仪声传感系统,提出了一种改进小波阈值去噪方法,在此基础上,结合信号特征还设计了一种综合滤波方案,以提高系统语音探测质量。以实测语音信号为例,所提算法能将信号Allan方差值减小到8.24×10^-14,而类间距判据值增大为6.91,有效改善了语音信号的质量。所提方法可广泛应用于声音传感领域,且对于光纤干涉仪声传感系统后期声源定位的准确性也具有重要意义。
关键词
光纤声传感器
小波阈值算法
去噪
ALLAN方差
类间距
Keywords
fiber optic acoustic sensor
wavelet threshold algorithm
de-noising
Allan variance
class spacing
分类号
TH744.3 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
FOCT双Sigmoid函数自适应去噪及网络传输系统设计
被引量：
1
2
作者
吴华明
刘宪爽
孙学勇
朱俊
傅建平
机构
南昌航空大学测试与光电工程学院江西省光电检测技术工程实验室
江西省
电力设计院
出处
《传感器与微系统》
CSCD
2018年第11期121-123,127,共4页
文摘
为了提高光纤电流互感器(FOCT)输出信号的信噪比(SNR),针对FOCT输出信号的特征,提出一种改进的双Sigmoid函数变步长自适应算法,并利用ActiveX技术设计了一种自适应去噪及网络传输系统。通过设计的系统,将所提出的算法与现有的一种变步长自适应算法进行了对比分析,结果表明:提出的算法获得的抗噪声干扰能力更强,测量准确度更高。利用LabVIEW的TCP/IP开发工具包实现了数据的网络通信,满足了高压电网测量的实际工程所需。
关键词
光纤电流互感器
变步长自适应算法
双Sigmoid函数
ACTIVEX技术
网络传输
Keywords
fiber-optic current transducer （FOCT）
variable step size adaptive algorithm
double Sigmoidfunction
ActiveX
network transmission
分类号
TH741 [机械工程—光学工程]
在线阅读
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职称材料
题名
基于自发瑞利-布里渊散射测量空气的温度
被引量：
2
3
作者
商景诚
吴涛
杨传音
毛崎波
何兴道
机构
南昌
航空
大学
测试与
光电
工程
学院
南昌
航空
大学
飞行器
学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期2998-3006,共9页
基金
国家自然科学基金项目(41665001,61177096,11464031)
航空科学基金项目(2015ZC56006)
江西省研究生创新专项资金项目(YC2017-S337)资助
文摘
瑞利-布里渊散射的散射截面比拉曼散射大,因而其在大气散射中实现对大气对流层温度廓线的准确测量方面具有一定的优势,同时利用瑞利-布里渊散射实现高压环境下温度的准确测量对于航天飞机主引擎状态的监测和超燃发动机燃烧室参数测量方面具有重要意义。基于自发瑞利-布里渊散射分别采用反卷积方法和卷积方法来实现空气在不同压力条件下的温度反演,研究引起温度反演误差的原因,并对利用两种方法获得的温度测量结果进行了比较。在利用基于维纳滤波器的反卷积方法对测量光谱直接处理实现温度反演之前,首先利用反卷积方法对由自发瑞利-布里渊散射模型与仪器函数卷积得到的卷积光谱进行处理获得反卷积光谱,将反卷积光谱与未经卷积的理论计算光谱进行比较实现温度反演,并基于温度反演误差小于1.0K,光谱拟合误差相对较小,光谱处理时间短的参数优化原则对反卷积方法中的关键参数奇异值叠加数进行了优化处理,得到优化后的奇异值叠加数为150。随后实验测量了由532nm波长的连续激光激发的纯净空气在温度为294.0K,压强为1~7bar条件下的自发瑞利-布里渊散射光谱,并结合理论计算光谱和最小χ^2值原理对光谱信号散射角进行优化,优化值为90.7°,同时利用反卷积和卷积方法分别对实验测量光谱进行处理实现空气在不同压强下的温度反演。实验结果表明反卷积方法在一定程度上可以提高信号光谱分辨率,而且利用反卷积和卷积方法均可以实现空气在不同压力(1~7bar)条件下温度的准确测量,温度测量的最大误差均小于2.0K;利用反卷积方法的温度反演结果随着气体压强的增大随之得到改善,实现温度反演测量所需要的光谱处理时间减少;在空气压强较低(≤2bar)时,由卷积方法获得的温度反演结果要优于反卷积方法,压强较高(>2bar)时,两种方法的温度反演结果相近,其绝对误差均小于1.0K。通过分析得到引起两种方法温度反演误差的原因主要包括环境温度的波动(±0.2K),散射角存在一定的不确定度以及气体的各已知参数的微量偏差对温度测量结果的影响以及反卷积对光谱噪声的非线性放大引起的光谱扰动对温度测量结果的影响。在实验中可以通过提高测量光谱的信噪比、提高散射角的优化精度及改善反卷积方法来获得更加准确的参数测量结果。
关键词
大气散射
布里渊散射
瑞利散射
反卷积
Keywords
Atmospheric scattering
Brillouin scattering
Rayleigh scattering
Deconvolution
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
直线型光纤Sagnac干涉仪声传感器及其去噪方法研究
何乐
丰鑫
吴华明
黄丽贞
肖永生
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
15
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
FOCT双Sigmoid函数自适应去噪及网络传输系统设计
吴华明
刘宪爽
孙学勇
朱俊
傅建平
《传感器与微系统》
CSCD
2018
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于自发瑞利-布里渊散射测量空气的温度
商景诚
吴涛
杨传音
毛崎波
何兴道
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
2
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职称材料
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