利用平稳小波变换处理FBG传感信号

FBG传感系统中,噪声的存在严重影响了解调系统中心波长检测的精确度.小波变换具有强大的时频分析能力,利用平稳小波变换对FBG反射谱信号进行了去噪处理,并与普通离散小波变换的去噪效果进行了对比.结果表明:对于实际FBG反射谱,该方法信噪比要比普通离散小波变换高出3dB,而均方差仅为普通离散小波变换的1/4.而且该方法保证...     

基于BOTDR技术的OPGW在线监测研究

为保证电力系统通信的安全运行,实时监测 OPGW(光纤复合架空地线)的运行状态,提出了基于 BOTDR(布里渊光时域反射)技术对 OPGW线路温度和应变实时监测的方法。采用加温加压的方法,对 OPGW纤芯 G.652光纤的温度和应变系数进行了标定,基于实验结论,对现场运行的 OPGW线路温度和应变的分布进行了研究。同时采用差值法和相对值法分别对温度和应变引起的故障进行了分析,分析结果表明,该系统能实现 OPGW分布式温度和应变的实时测量和故障点定位。     

多模光纤布里渊散射效应研究进展

面对人们日益增长的光纤传感需求,多模光纤的容量优势为解决单模光纤的容量壁垒、实现高精度的多参量光纤传感测量提供了新思路。理论分析了多模光纤的模式特性,综述了多模光纤模式耦合及偏振的研究进展,重点介绍了多模光纤中布里渊散射的阈值、增益谱和布里渊频移的国内外发展动态,分析了未来光纤传感的发展方向。     

SNR improvement in self-heterodyne detection Brillouin optical time domain reflectometer using Golay pulse codes

The application of Golay pulse coding technique in spontaneous Brillouin-based distributed temperature sensor based on self-heterodyne detection of Rayleigh and Brillouin scattering is theoretically and experimentally analyzed. The enhancement of system signal to noise ratio (SNR) and reduction of temperature measurement error provided by coding are characterized. By using 16-bit Golay coding, SNR can be improved by about 2.77 dB, and temperature measurement error of the 100 m heated fiber is reduced from 1.4 °C to 0.5 °C with a spatial resolution of 13 m. The results are believed to be beneficial for the performance improvement of self-heterodyne detection Brillouin optical time domain reflectometer.     

脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的解析模型与仿真

将脉冲预泵浦的概念引入瑞利布里渊光时域分析系统,利用由传感脉冲和经微波调制的预泵浦脉冲组成的阶梯脉冲作调制信号,通过作为探测光的时间有限的预泵浦脉冲1阶边带的瑞利散射与传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的时域整形,减小非本地效应;通过预泵浦脉冲0阶基带和传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的谱域整形,有效地解决空间分辨率和测量精度之间的矛盾。利用频域法求解瞬态耦合波方程,建立了阶梯脉冲光在光纤中受激布里渊作用的解析模型。仿真结果表明,当传感脉冲宽度为5 ns、峰值功率为100 mW,预泵浦脉冲宽度为50 ns、峰值功率为16 mW时,在空间分辨率0.5 m内受激布里渊散射增益在0.14 m处达到最大值,然后近似线性下降至0.37 m处,其余位置近似为零;系统布里渊散射谱宽近似为35 MHz,约为传统瑞利布里渊光时域分析系统布里渊谱宽212 MHz的1/6,在相同空间分辨率下提高了频率测量精度。     

分布式光纤传感器开关柜温度监测探讨

阐述了分布式光纤温度传感器的工作原理,根据电力设备温度监测的特点,探讨了用于高压开关柜温度在线监测的传感系统方案。设计了基于全分布式和准分布式光纤传感技术的高压开关柜温度监测系统,比较了不同监测系统的特点,指出了适用于电力系统高压开关柜温度测量的方法。     

波长参考FBG波长解调系统分析与设计

对利用波长标记法布里-珀罗标准具作为波长参考计算FBG波长的方法进行分析,设计了基于数据采集卡的FBG波长解调系统硬件电路及软件系统.测试结果表明,所设计的硬件电路与光路解调系统配合,可获得高质量法布里-珀罗标准具及FBG光谱信号,在15℃～60℃测量区间内,系统测量误差小于1.6667pm.     

虚拟仪器技术在光纤光栅温度传感实验教学中的应用

光纤光栅温度传感实验是配合"光纤通信原理"课程教学的重要创新型实验环节。本文将虚拟仪器技术引入该实验的教学中,实现实验数据处理,有助于学生建立有关实验内容的物理图像,调动了学生参与创新型实验的积极性和主动性,提高了实验教学的效果,为完善"光纤通信原理"课程实验教学体系提供了一种新思路。     

COTDR技术在电力系统光缆监测中的应用

为了降低因温度和应力带来的光缆劣化而造成的电力系统光纤通信网的故障发生,提出了基于相干光时域反射的光缆监测方案,分析了温度和应变分布测量的原理。针对电力系统光通信网的特点及电力系统现有的光缆监测手段,提出基于相干光时域反射（COTDR,Coherent Optical Time-Domain Reflectometry）原理的光纤传感器进行光缆断点、温度和应力监测的系统方案。探讨了其在电力系统光纤传输网监测中的应用方法及前景。     

布里渊增益谱特征参数提取准确性影响因素分析

基于实测布里渊（Brillouin）增益谱确定了合适目标函数。数值产生了大量的布里渊增益谱,利用这些谱信号系统研究了信噪比、扫频间隔、扫频点数、扫频范围和谱特征参数g0、vB、△vB的取值对布里渊增益谱特征参数提取准确性的影响规律。结果表明:特征参数提取误差随信噪比增加成指数规律下降,随扫频点数增加（或扫频间隔减少）而下降;vB的提取误差随△vB的增加而线性增大,△vB的值对其他参数的提取准确性几乎无影响;扫频点数固定时扫频范围选择太大或太小时的误差均较大,实际应该选择2△vB左右。研究结果对基于布里渊散射的传感时相关参数选择具有参考价值。