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基于SSA-SVR算法的光纤光栅波长解调方法
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作者 刘颖刚 李飞 +3 位作者 袁宇博 李瑞 周蕊 徐心怡 《光子学报》 北大核心 2025年第1期18-28,共11页
针对可调谐光纤法布里-珀罗滤波器在光纤光栅解调中受到迟滞和温漂特性影响导致解调误差增大的问题,提出一种基于麻雀搜索算法优化支持向量回归的光纤光栅波长解调方法。采用滑动窗口与支持向量回归结合的方法构建可调谐光纤法布里-珀... 针对可调谐光纤法布里-珀罗滤波器在光纤光栅解调中受到迟滞和温漂特性影响导致解调误差增大的问题,提出一种基于麻雀搜索算法优化支持向量回归的光纤光栅波长解调方法。采用滑动窗口与支持向量回归结合的方法构建可调谐光纤法布里-珀罗滤波器的波长补偿模型。实验结果表明,当锯齿波调谐频率为0.5 Hz时,该模型补偿后的漂移波长平均绝对误差和均方误差分别降低至18.47 pm和1.21 pm。稳定性测试中,该方法解调波长值与sm125解调值之间的平均绝对误差为7.28 pm;40~90℃降温实验中,该解调方法的平均绝对误差为7.44 pm。此方法验证了光纤光栅解调系统在不借助硬件参考的情况下,可以有效降低光栅波长解调误差。 展开更多
关键词 光纤光栅 波长解调 机器学习 可调谐法布里-珀罗滤波器 波长漂移补偿
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基于弱反射光纤光栅的温度传感解调系统
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作者 程嘉慧 傅海威 +2 位作者 陈苗 李根 肖家悦 《光通信研究》 北大核心 2025年第3期78-83,共6页
【目的】文章旨在设计并搭建一种针对弱反射光纤布拉格光栅(WFBG)的温度传感解调系统,该系统通过创新的测量流程,实现了对微弱反射信号的高精度采集与处理,旨在提高温度传感的灵敏度和线性度,同时确保系统的稳定性和重复性。【方法】文... 【目的】文章旨在设计并搭建一种针对弱反射光纤布拉格光栅(WFBG)的温度传感解调系统,该系统通过创新的测量流程,实现了对微弱反射信号的高精度采集与处理,旨在提高温度传感的灵敏度和线性度,同时确保系统的稳定性和重复性。【方法】文章首先构建了一个基于光/电转换器的信号采集系统,将WFBG的微弱反射信号转换并放大为电压信号;随后,通过单片机实现了对放大后的电压信号的高效采集,引入误差理论并优化重复测量平均次数,有效降低了随机误差的影响。同时采取措施减少了测量带来的潜在延时,确保快速准确的数据处理;此外,还进行了温度响应特性的实验研究,评估系统在30~80℃范围内的性能。【结果】实验结果表明,文章所提传感解调系统在温度测量范围内表现出了优异的性能。系统的温度灵敏度高达11.55 pm/℃,线性度高达0.99262,表明了其在温度测量上的高精度和良好的线性特性。系统的稳定性与重复性也经过严格测试,进一步证实了其在实际应用场景中的可靠性和有效性。【结论】综上所述,文章成功设计并实现了一种结构简单、成本效益高的WFBG温度传感解调系统,该系统不仅在温度传感方面表现出了高精度和高稳定性,且其创新的结构和优化的测量流程也使其适用于弱光栅传感阵列信号的解调。这一研究成果对于推动光纤传感技术的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 弱反射光纤布拉格光栅 单片机 解调 温度传感
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光纤布喇格光栅的低温传感特性研究 被引量:1
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作者 李博文 刘颖刚 +3 位作者 宋小亚 傅海威 贾振安 高宏 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第6期787-790,共4页
为了解决光纤光栅在低温环境中的应用问题,该文从光纤布喇格光栅(FBG)的传感理论出发,通过深入分析了FBG在-60~25℃时热光系数和热膨胀系数的变化。采用2根未封装的FBG进行实验验证,得到了FBG在低温环境下的响应情况。研究结果表明,FBG... 为了解决光纤光栅在低温环境中的应用问题,该文从光纤布喇格光栅(FBG)的传感理论出发,通过深入分析了FBG在-60~25℃时热光系数和热膨胀系数的变化。采用2根未封装的FBG进行实验验证,得到了FBG在低温环境下的响应情况。研究结果表明,FBG在低温环境下具有良好的响应和重复性,这对FBG在低温环境中的应用具有重要指导意义。 展开更多
关键词 光纤布喇格光栅(FBG) 低温 热光系数 热膨胀系数
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分布式光纤温度传感信号小波去噪方法 被引量:4
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作者 肖家悦 傅海威 +2 位作者 陈苗 李根 程嘉慧 《西安石油大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期137-142,共6页
在分布式光纤拉曼温度传感系统中,反斯托克斯光包含了温度信息,但其强度相对较弱,易受到噪声干扰。传统的信号去噪方法往往会滤除系统所具有的原始特征。针对这一问题,本文提出了改进的小波阈值方法,将3sigm准则与传统算法相结合。在该... 在分布式光纤拉曼温度传感系统中,反斯托克斯光包含了温度信息,但其强度相对较弱,易受到噪声干扰。传统的信号去噪方法往往会滤除系统所具有的原始特征。针对这一问题,本文提出了改进的小波阈值方法,将3sigm准则与传统算法相结合。在该算法中,对信号进行小波分解,再对分解的各层小波系数进行阈值处理,使用3sigm值来区分有用信号和噪声,然后进行小波重构,实现信号去噪。在7 km长的多模光纤上进行温度测量实验,使用改进的算法对数据进行分析。结果表明,改进的方法处理后的温度波动平均为0.991℃,相较于传统算法得到的2.422℃,提高了1.431℃。与传统算法相比,3sigm准则算法提高了测温精度,并为阈值的选择提供了新的思路,使阈值的选择更具统计意义。 展开更多
关键词 分布式光纤传感 测温精度 小波阈值 信号去噪
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光纤拼接结构型应变不敏感温度传感器 被引量:1
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作者 宋小亚 刘颖刚 +4 位作者 李博文 黄亮 董婧斐 禹大宽 冯德全 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第1期99-103,共5页
设计并制作了一种基于七芯光纤的应变不敏感温度传感器。该传感器将一段七芯光纤与两段单模光纤进行熔接,通过优化熔接参数在熔接点处形成两个分别充当光路分束器和耦合器的凸锥结构,构成了马赫-曾德尔干涉仪(MZI)。实验研究了该传感器... 设计并制作了一种基于七芯光纤的应变不敏感温度传感器。该传感器将一段七芯光纤与两段单模光纤进行熔接,通过优化熔接参数在熔接点处形成两个分别充当光路分束器和耦合器的凸锥结构,构成了马赫-曾德尔干涉仪(MZI)。实验研究了该传感器对温度和应变的响应特性。结果表明,传感器的光谱对应变不敏感,但传感器对温度具有良好的线性响应特性,在40~200℃内,其谐振光谱波长随温度升高线性红移,对应温度灵敏度达到93.11 pm/℃,波长漂移线性度达99.4%。 展开更多
关键词 光纤传感器 七芯光纤 温度 应变不敏感 马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)传感器
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