光学频域基于反射计的高性能分布式传感,由数据和物理驱动的神经网络赋能
Optics express
|November 14, 2024
概括
本研究介绍了一种新的神经网络增强的光学频域反射计 (OFDR) 系统,用于分布式应变传感. 该系统在140米范围内实现了前所未有的亚毫米空间和亚微电流分辨率.
科学领域:
- 光子学和光学传感器
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 在工程领域的人工智能.
背景情况:
- 光学频域反射计 (OFDR) 为分布式应变传感提供高空间分辨率.
- 在OFDR系统中同时实现高空间分辨率,高应变分辨率和大传感范围是具有挑战性的.
- 现有的OFDR系统在平衡分辨率和范围方面面临限制.
研究的目的:
- 引入和实验证明一个新的数据和物理驱动的神经网络授权的OFDR系统.
- 为了实现高性能分布式传感,同时在扩展范围内的高空间和应变分辨率.
- 在实现多参数优化方面克服传统OFDR系统的局限性.
主要方法:
- 开发一个与OFDR原则集成的神经网络.
- 实施数据和物理驱动的方法来处理传感器信号.
- 对拟议系统的性能指标进行实验验证.
主要成果:
- 已证明的子微流 (0.91 μɛ) 应变分辨率.
- 实现了亚毫米 (0.857毫米) 的空间分辨率.
- 在140米的传感范围内成功运行,结合了所有性能指标.
结论:
- 开发的神经网络授权的OFDR系统代表了分布式传感的重大进步.
- 这项工作是OFDR实现亚毫米空间和亚μɛ应变分辨率在>100m范围内的首次实验性演示.
- 这些发现为智能工业应用的超高性能光纤传感开辟了新的途径.
相关概念视频
Vision
Vision is the result of light being detected and transduced into neural signals by the retina of the eye. This information is then further analyzed and interpreted by the brain. First, light enters the front of the eye and is focused by the cornea and lens onto the retina—a thin sheet of neural tissue lining the back of the eye. Because of refraction through the convex lens of the eye, images are projected onto the retina upside-down and reversed.
Visual System
Light enters the eye through the cornea, a transparent, dome-shaped surface covering the surface of the eyeball that helps to direct and focus incoming light. This light is then channeled toward the pupil, an adjustable opening whose size is controlled by the iris. The iris, a pigmented muscle, regulates the amount of light entering the eye by contracting or dilating the pupil, thereby ensuring optimal light levels for clear vision.
Once through the pupil, the light passes through the lens, a...
Once through the pupil, the light passes through the lens, a...


