对于PMDI-TDM结构光纤传感器阵列的低波扭曲解调方案

科学领域:

• 光学工程是指光学工程.
• 传感器技术 传感器技术
• 信号处理 信号处理

背景情况:

• 路径匹配差异干扰测量 (PMDI) 与时间分割复杂化 (TDM) 是一种敏感的光纤传感器技术.
• 在PMDI-TDM系统中,传统的3x3光纤合器解调因不理想的合器特性和光检测器不一致而遭受波扭曲.
• 这种扭曲限制了PMDI-TDM传感器阵列的准确性和适用性.

研究的目的:

• 为PMDI-TDM光纤传感器阵列提出和验证一个低波扭曲信号解调方案.
• 为了解决现有的解调方法的局限性,由非理想的光学元件和探测器引起.
• 为了提高大规模多重复合光纤传感系统的性能.

主要方法:

• 开发一种基于多通道参数安装和跟踪的新型解调方案.
• 使用随机样本共识 (RANSAC) 算法从干扰边缘准确地提取圆参数.
• 采用多通道并行扩展卡尔曼波器 (MPEKF) 来实时跟踪调节参数.

主要成果:

• 拟议的RANSAC-MPEKF方案有效地抑制PMDI-TDM传感器阵列中的波扭曲.
• 已证明能够减轻异常值和非理想系统组件 (3x3合器,光检测器) 的影响.
• 实现了≥500 kHz的高解调率,总波扭曲 (THD) 值大于0.12%.
• 最小的资源消耗,适合大规模的多重传输.

结论:

• 在PMDI-TDM光纤传感器阵列中,RANSAC-MPEKF方案为低波扭曲信号解调提供了强大的解决方案.
• 该方法显著提高了解调精度和可靠性,克服了以前技术的局限性.
• 这一进步对于高性能,大规模光纤传感应用的实际实施至关重要.