分布式光纤传感专利技术综述

本文立足于专利文献,从专利的角度对分布式光纤传感技术进行了介绍和分析,梳理了分布式光纤传感技术的发展路线,对国内外涉及分布式光纤传感技术的专利申请进行了统计和分析,为相关领域的审查工作提供技术支持,也为相关的企业和研究机构提供了参考。     

基于YoloV3的分布式光纤传感振动识别

油气行业在长距离管线运行中需要监测各种数据和运行状态,传统基于信号分析的算法存在着灵敏性低、误检率高、漏检等问题。针对以上问题,本文提出一种基于图像分类网络yolov3来实现对分布式光纤振动传感网络事件的分类方法。通过搜集现场人工挖掘和机械挖掘事件地信号,信号经过转换后制作数据集,加载数据集,训练模型,在Yolov3图像分类网络中训练,达到了在信号瀑布图中可以快速准确地识别挖掘事件类型的目标。结果表明,利用计算机视觉来对分布式光纤传感网络中的挖掘事件类型进行检测是可行的,且相较于传统算法有着更高的灵敏性和准确率。     

基于FPGA的光纤陀螺信号采集处理卡设计

光纤陀螺姿态测量系统中的信号采集和处理是系统的一个重要环节;文章介绍了基于FPGA的光纤陀螺信号采集处理卡的设计过程,采用Verilog HDL实现FPGA内部逻辑电路设计,选用AD7846完成信号的数模转换,通过FPGA编程实现光纤陀螺的标定和误差补偿,设计了RS232/422通用异步串口通信硬件电路并在FPGA上实现了串口通信;实验结果表明:该卡能够准确实时地采集并按预定的设计处理光纤陀螺信号。     

分布式光纤振动传感系统大传感数据流时间周期压缩与传送技术

针对分布式光纤振动传感系统的大传感数据流,提出一种时间周期压缩与传送技术,采用扰动脉冲特征值提取模块对扰动脉冲特征值进行同步提取,并将无关数据剔除,大大压缩了数据量;同时为了便于数据区分,采用复用的方法对特征值进行编码与成帧.实验结果表明,本文提出的数据压缩与传送方法能够有效的获取外界扰动事件的位置和强度信息,且当同一时间仅有一处扰动事件发生的情况下,本文的数据压缩率仅为0.96‰.相比于传统的数据传送方法,本文大大减少了传输的数据量,减轻了通信接口和上位机软件的负担,系统的传感灵敏度和响应速度都得到显著提高.     

光纤分布式扰动传感器信号检测系统研究

设计了一种以FPGA作为数据处理核心,基于相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)的光纤分布式扰动传感器信号检测系统。该系统具有数据采集、处理、存储、通信以及液晶显示功能。扰动信号检测算法采用多周期等距累加相减法。通过阈值判定实现扰动信号的判别,并可以同时显示传感光纤长度范围内不同位置的扰动。实验证明,该系统内部数字处理部分可以实现信号检测算法以及扰动阈值判定功能。     

基于光纤传感的车辆行驶信息采集系统

根据光纤法珀干涉原理,结合分布式光纤传感(DFOS)的原理及特点,提出的一种新型的基于光纤传感的车辆行驶信息采集系统。相比压电薄膜传感器方法,分布式光纤传感方法具有响应速度快,灵敏度高的特点,由于光纤具有很低的信号传输损耗,传感信号可以传输得很远。分布式光纤传感交通车辆信息检测系统易于和光纤通信网络融合,可实现大范围的信息集成统计。     

分布式光纤振动传感系统的多级零频点定位研究

为了减少直线结构Sagnac分布式光纤传感系统的定位误差,提出一种多级零频点的优化方法,通过分析直线结构Sagnac分布式光纤传感定位原理,确定固定的采样速率下离散化是造成定位误差大的原因.并分析得出振动信号频域曲线会周期出现多个零频点,进而对振动定位的多级零频点优化方法进行了理论推导,阐明高倍零频点下的定位误差会有效减小.通过实验验证表明,在总长为11.769 km的传感光纤上,优化后的定位方法在不改变采样速率下可保证定位误差提升到±20 m范围内,可以基本满足系统对外界振动信号进行精确定位的要求.     

分布式光纤传感专利技术浅析

介绍了分布式光纤传感领域的技术发展概况,重点介绍基于布里渊散射的分布式光纤传感技术的发展情况,分别对基于布里渊光时域反射技术、基于布里渊光时域分析技术、基于布里渊光频域分析技术的发展和应用进行详细介绍,简要分析各个技术的相应优缺点以及应用,之后对分布式光纤传感相关专利技术进行统计分析,对国内外专利申请量趋势、同领域主要申请人以及申请所属分类号进行简要分析,并概述了分布式光纤传感的发展前景.     

布里渊散射分布式光纤传感技术

本文概述了布里渊散射及其传感机理,并对目前基于布里渊散射的分布式光纤传感技术各种主要研究方案及其现状进行了详细论述。     

光纤振动传感系统在周界防范中的应用

用于围栏上的探测系统有很多种，比如拉紧的张力线探测系统、驻极体传感器及麦克风电缆传感系统等。这些传感器都必须可靠地探测企图剪断或攀爬围栏的行为，而忽略掉环境噪声的影响。本文将介绍某光纤振动传感系统，并与其他围栏传感技术作一比较。[编者按]     

三轴光纤陀螺测控装置

光纤陀螺测控装备主要是检测陀螺的性能指标,保障陀螺的精确度和稳定性.论文介绍了一套三轴光纤陀螺测控装置,采用美国NI公司生产的计数器卡和多功能数据采集卡以及研华公司的工控机搭建硬件平台,采用LabVIEW编程语言实现软件部分的测试功能.三轴光纤陀螺测控装置通过主控计算机对三轴转台的运动模式进行控制,给被测三轴光纤陀螺提供所需的电源和时钟信号,同时对产品27V供电电压和电流进行实时监测和保护,并对产品的六路输入、输出信号进行隔离、调理,通过设定的测试程序自动采集并存储,然后对测试数据进行建模和计算,获得被测产品的各项性能参数.从而实现了三轴光纤陀螺的性能指标测试,具有良好的可视化人机交互界面.     

基于FPGA的随机脉冲快速捕捉系统的设计与实现

介绍一种基于FPGA的随机脉冲信号快速捕捉系统的系统结构、工作原理和实现方法;该系统完全摆脱了传统数据采集系统在采集深度和采样效率方面的制约因素,能够在整个时域范围内对外部信号进行连续的高速采样;系统工作过程中不需要外部控制器的干涉,完全由FPGA内部的硬件逻辑电路实现对随机脉冲信号的快速、精确捕捉,可靠性高;抗干扰能力强,同时具有很高的采样效率.     

分布式光纤光栅传感器解调系统

分布式光纤传感器是一门具有重大实用价值的新兴技术,本文基于光纤布拉格光栅传感器的工作原理,及光栅中心波长的移动探测解调原理,对分布式光纤光栅传感器解调的新方法进行了全面阐述,分析了他们的优缺点,并且给出了其优化方法及应用前景.     

基于光纤温度传感器的分布式温度测量系统设计

为实现航空武器装备维护保障中环境温度监测的精细化管理,设计了一种基于光纤温度传感器(FOTS,fiber optic temperature sensor)的分布式温度测量系统.首先利用光纤温度传感器的特点,对分布式温度测量系统进行了总体设计;其次研究开发了其硬件与软件,实现了系统的层次化设计,然后结合C/S网络通信模式实现了系统的网络化管理;最后对分布式温度测量系统进行了功能和性能测试.经系统测试验证表明,该系统可以实现航空武器装备维护保障中环境温度的精细化管理,具有高可靠性、易于扩展、远程访问,测量精度高,且系统的温度测量误差小,并将温度误差控制在1％以内.     

反射式光纤位移传感信号双值的甄别􀀁

本文分析了反射式光强调制型光纤位移位感器输出信号双值的物理机制,在实验上,引入传感器输出峰值电压的监控信号,以甄别传感器的输出信号是上升沿还是下降沿所对应的位移量,使这类光纤传感器的实用成为可能。     

一种瞬态信号采集电路的设计

设计了一套对多路瞬态信号采集的硬件控制电路。信号采集主要由硬件电路控制信号的转换，信号转换速度不受MCU工作速度的限制，工作中信号采集的速度和采集的数据点数都可以通过MCU进行设置，本硬件控制电路主要基于CPLD实现。     

基于LabVIEW的变压器振动信号数据采集系统

针对利用振动信号进行变压器状态研究的需求,设计了一种上下位机架构的变压器振动信号数据采集与处理系统。系统下位机由单片机、压电加速度传感器、滤波电路、同步模数转换器和通信接口电路等组成。单片机控制模数转换器将振动信号就地转换为数字量,通过RS485接口连接温度和电流传感变送器,将采集到的现场数据经过以太网Modbus TCP协议与上位计算机进行传送。上位计算机利用LabVIEW开发数据采集和处理软件,实现信号的读取、滤波、频谱分析和实时显示。经过仿真和实测表明系统能够实现变压器振动信号的采集和频谱分析等处理功能,在成本、扩展性、抗干扰和工程实用性等方面具有一定的优势。     

雷达视频回波信号的实时采集、显示与存储系统

介绍一种雷达视频回波信号的实时采集、显示与存储系统。该系统采用带有RAID适配卡的工控机作为采集主控设备,以普通微机显示器作为显示设备,利用多个IDE硬盘组成磁盘阵列作为存储设备。制作了一块基于FPGA的高速雷达信号采集PCI卡,以FPGA为采集的核心控制芯片,并在FPGA内部实现了32bit／33MHz的PCI接口逻辑。利用FPGA内部双口RAM的乒乓切换与缓冲区环行存储技术保证了连续采集。采用数据抽取、坐标查表映射和DirectDraw等技术在普通显示器上以P显方式进行实时全屏显示,同时可对局部区域以B显进行开窗放大显示。显示过程中可对任意区域设置采集方位和距离波门,将采集的数据实时存储在磁盘阵列上。该系统已成功用于舰栽警戒搜索雷达的外场数据采集。     

雷达视频回波信号实时采集、压缩转发装置

介绍了一种基于FPGA和DSP的六通道雷达视频回波实时信号采集、压缩转发装置,该装置单通道采样率为20MSPS,采样精度为12bit,采集后的数据经过DSP压缩处理后再转化为2Mbps的PCM码流,实时发送给遥测发射机进行遥测下传和实时检测;并对相位一致性控制、基于流水线的数据处理方法等关键技术做了详细介绍;该装置已成功应用于某飞行器综合匹配试验,其性能和指标均优于应用要求。