基于φ-OTDR 的分布式光纤声波传感系统性能改进研究
CSTR:
作者:
作者单位:

(四川大学 电气工程学院, 成都 610000)

作者简介:

宋雪玲(1998-),女,四川省达州市人,硕士研究生,主要研究方向为分布式光纤传感器技术及信号处理;

通讯作者:

中图分类号:

TP212

基金项目:

国家自然科学基金项目(51907135);中央高校基本科研业务费专项资金项目(YJ201654).通信作者:彭飞 E-mail:pengfe@stu.scu.edu.cn


Research on Performance Improvement of Distributed Fiber Acoustic Sensing System Based on φ-OTDR
Author:
Affiliation:

(College of Electrical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610000, CHN)

Fund Project:

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    摘要:

    为了满足复杂的工程现场环境对相敏光时域反射仪(φ-OTDR)的各项性能指标的需求,提出基于自适应卡尔曼滤波(AKF)和频分复用(FDM)的高性能φ-OTDR,利用FDM提升系统的频响带宽,引入AKF对线性响应于外界振动的相位状态的噪声统计特性进行实时估计和修正,抑制了衰落和串扰导致的相位失真。实验结果表明,改进后φ-OTDR系统的传感线性度被有效提升,系统本底噪声降低到-83.7dB2/Hz,应变分辨率达到了0.28pε/Hz1/2。

    Abstract:

    In order to meet the requirements of performance indexes of φ-OTDR in complex engineering field environment, a high-performance φ-OTDR based on adaptive Kalman filter (AKF) and frequency division multiplexing (FDM) is proposed. On the basis of improving frequency response bandwidth of FDM, AKF is used to estimate and correct the statistical characteristics of phase noise linearly responding to external vibration in real time, effectively suppressing the phase distortion caused by fading and crosstalk noise. The experimental results show that sensor linearity of the system is improved, the background noise of the system is reduced to -83.7dB2/Hz, and the strain resolution is reduced to 0.28pε/Hz1/2.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

宋雪玲,彭飞.基于φ-OTDR 的分布式光纤声波传感系统性能改进研究[J].半导体光电,2023,44(4):609-615. SONG Xueling, PENG Fei. Research on Performance Improvement of Distributed Fiber Acoustic Sensing System Based on φ-OTDR[J].,2023,44(4):609-615.

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  • 收稿日期:2023-04-03
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