通过使用FDM Φ-OTDR进行宽带和精确的光学振动传感,并对多频相响应进行线性回归分析
Optics express
|September 15, 2023
概括
光学频率分割多重复合 (FDM) 增强了分布式声学传感 (DAS) 以获得更广泛的带宽和更广泛的动态范围. 这种方法可以抑制波形扭曲,提高对长光纤电缆的振动检测精度.
科学领域:
- 光学工程是指光学工程.
- 传感技术 传感技术
- 信号处理 信号处理
背景情况:
- 使用 Φ-OTDR 的分布式声学传感 (DAS) 面临着振动频率带宽和振幅动态范围的限制.
- 在 Φ-OTDR 中的传感器非线性引入波形扭曲,影响振动测量的准确性.
研究的目的:
- 为了提高 Φ-OTDR 分布式声学传感 (DAS) 的性能.
- 为了实现广泛的振动频率带宽和振动振幅检测的广泛动态范围.
- 为了抑制 Φ-OTDR 系统固有的波形扭曲.
主要方法:
- 实施光学频率分割复数 (FDM) 以提高DAS的采样率.
- 使用线性回归分析对多频相响应进行校准传感器响应.
- 将单个频率的相位偏移和响应与共同的参考频率进行比较.
主要成果:
- 对于振动波形来说,已证明动态范围平均提高了8dB以上.
- 成功抑制时间域波形扭曲和光谱域虚构元件.
- 通过对10公里的单模光纤进行模拟和实验,验证了基于FDM的拟议校准方法.
结论:
- 提出的基于FDM的方法显著提高了 Φ-OTDR DAS 的动态范围和带宽.
- 这种方法有效地减轻了传感器非线性问题,导致更准确的振动测量.
- 该技术为各种光纤应用中的高保真声学传感提供了强大的解决方案.
