检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：黄诚道深圳大学

学位级别：硕士

在众多光纤振动传感器中,基于马赫-曾德尔(Mach-Zehnder,M-Z)干涉的光纤振动传感器凭借其结构简单、成本低廉、灵敏度高、连续实时监测、抗电磁干扰等优势,在光纤周界安防领域占据重要地位。随着人工智能的发展,光纤周界安防技术智能化... 详细信息

在众多光纤振动传感器中,基于马赫-曾德尔(Mach-Zehnder,M-Z)干涉的光纤振动传感器凭借其结构简单、成本低廉、灵敏度高、连续实时监测、抗电磁干扰等优势,在光纤周界安防领域占据重要地位。随着人工智能的发展,光纤周界安防技术智能化也成为了一个研究热点,即通过模式识别技术,识别入侵事件类型及降低误报率,以适应更加复杂的安防应用场景。本文基于M-Z干涉的光纤振动传感器,从光纤传感原理、相位解调技术、阈值判断算法、信号处理及特征提取模型、信号分类技术、LabVIEW和MATLAB混合编程技术几个方面,介绍了光纤周界安防技术智能化设计方案及实现方法。本文主要研究内容如下: 首先,针对现有常见周界安防技术及其智能化的局限性,从光纤振动传感技术在周界入侵探测领域的应用及现实案例出发,分析了在近几年所提出的用于提高光纤传感信号识别准确率的各种信号特征提取及模式识别方法。其次,从光纤振动传感原理出发,分析了外界振动和光纤传输光信号相位变化的关系。对常见的相位生成载波调制解调法及3×3耦合器相位解调法进行模拟仿真;在仿真基础上,并利用单模光纤分别搭建基于两种不同解调方法的光纤M-Z干涉系统,并进行多频率正弦信号扰动实验。结合人为入侵行为信号的频率范围、传感结构等因素,选择3×3耦合器相位解调法。再次,利用单模光缆搭建3×3耦合器相位解调法的光纤M-Z干涉系统,采集了人为纵跃事件、跑动事件、重物砸击事件、行走事件四种典型事件信号,利用波峰波谷检测算法进行信号阈值设置。针对光纤传感信号为非平稳信号的问题,将变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)方法应用于特征提取模型中,根据信号分解原理建立了由原信号-VMD方法分解信号-本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)特征提取的数学模型,并提取峭度、能量、过零率及特定分量短时能量编码作为单个信号的分类特征。在实验室内模拟了纵跃事件、跑动事件、重物砸击事件、行走事件各450次并获取了其相应事件信号,按特征提取模型提取信号特征,构建样本库,利用支持向量机算法(Support Vector Machine,SVM)构造多分类器,测试结果平均识别率达94%以上。最后,根据以上方案设计了一个基于LabVIEW和MATLAB混合编程的光纤安防入侵识别程序,结合基于M-Z干涉的光纤振动传感硬件系统可以实现外界入侵事件的实时监测及识别分类。

关键词：光纤安防智能化光纤振动传感 M-Z干涉 VMD方法信号分解特征提取模型 LabVIEW和MATLAB混合编程

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一种基于光纤振动传感的无源光纤语音收集装置

一种基于光纤振动传感的无源光纤语音收集装置

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作者：苟武侯周莹梁君 100176 北京市大兴区北京市经济技术开发区科创十三街18号院24号楼

实用新型公开了一种基于光纤振动传感的无源光纤语音收集装置，包括作为振动传感器的光纤和灯罩，灯罩中有LED灯，所述光纤贴附在所述灯罩侧壁上，光纤连接至一个电脑控制器，电脑控制器记录光纤对声音振动的感应信号实现对语音的收集... 详细信息

标准号: CN206212207U

实用新型公开了一种基于光纤振动传感的无源光纤语音收集装置，包括作为振动传感器的光纤和灯罩，灯罩中有LED灯，所述光纤贴附在所述灯罩侧壁上，光纤连接至一个电脑控制器，电脑控制器记录光纤对声音振动的感应信号实现对语音的收集。本实用新型利用了光纤传感器对振动的高灵敏特性，将其代替传统的电容式拾音器实现对语音的收集，结构简单，隐蔽性好，安装方便，可以方便的应用于各种拾音现场，特别是配合灯光效果可以广泛的应用于娱乐场所。

关键词：电脑控制器灯罩光纤语音电容式拾音器光纤振动传感语音收集装置本实用新型光纤传感器振动传感器安装方便灯光效果灯罩侧壁感应信号光纤连接灵敏特性声音振动无源光纤传统的拾音贴附隐蔽性应用娱乐记录配合

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一种三轴碟式光纤振动传感器交叉耦合灵敏度试验研究

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声学与电子工程 2022年第2期 26-29页

作者：吴小笛杨帆刘帅方泽斌第七一五研究所杭州310023

为研究三轴光纤振动传感器交叉耦合灵敏度,文章设计了一种具有三个碟式振动感应单元的三轴光纤振动传感器,并搭建实验平台,测试传感器振动感应单元交叉耦合灵敏度。设计的三轴传感器振动感应单元交叉耦合灵敏度在5%以内,且第一、第二振... 详细信息

为研究三轴光纤振动传感器交叉耦合灵敏度,文章设计了一种具有三个碟式振动感应单元的三轴光纤振动传感器,并搭建实验平台,测试传感器振动感应单元交叉耦合灵敏度。设计的三轴传感器振动感应单元交叉耦合灵敏度在5%以内,且第一、第二振动感应单元的传感轴轴向输出小于第三振动感应单元,交叉耦合灵敏度大于第三振动感应单元,数据差异是振动感应单元传感方向与其质量块的重力方向不同造成的。试验结果为后续增强交叉耦合灵敏度及振源定位等研究提供参考数据。

关键词：光纤振动传感三轴振动传感器交叉耦合灵敏度

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一种用于光纤振动传感的光功率控制方法与装置

一种用于光纤振动传感的光功率控制方法与装置

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作者：王雪峰曹孟辉 215311 江苏省苏州市昆山市巴城镇学院路88号

本发明公开了一种用于光纤振动传感的光功率控制方法，包括：步骤一：获取接收端光功率；步骤二：判断接收端光功率是否低于预设正常光功率阈值，如果是则转步骤四；如果否则转步骤一；步骤四：光功率调节模块的现值增加第一预设调节步... 详细信息

标准号: CN106908138A

本发明公开了一种用于光纤振动传感的光功率控制方法，包括：步骤一：获取接收端光功率；步骤二：判断接收端光功率是否低于预设正常光功率阈值，如果是则转步骤四；如果否则转步骤一；步骤四：光功率调节模块的现值增加第一预设调节步长；其中所述光功率调节模块的现值用于调节光源的驱动电流；步骤五：判断所述光源的驱动电流是否超过光源的额定工作电流上限；如果是则转步骤八，如果否则转步骤一；步骤八：光功率调节模块现值减小第二预设调节步长，并转步骤一。本发明提供了一种在低成本振动传感系统中即可在光探测器端获得相对稳定的接收光功率的方法。另外，本发明还提供了相应的用于光纤振动传感的光功率控制装置。

关键词：光功率调节预设光源光纤振动传感驱动电流光功率接收端光功率控制装置工作电流上限振动传感系统光功率控制接收光功率光探测器低成本正常光减小

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一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统

一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统

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作者：王雪峰曹孟辉 215311 江苏省苏州市昆山市巴城镇学院路88号

本发明公开了一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，光源的光出射端口通过振动传感光纤与分光器相连，分光器的第二分光支路与光探测器光路相连，光探测器将光信号强度转换为光强模拟电信号，放大器用于放大光强模拟电信号，模... 详细信息

标准号: CN106918390A

本发明公开了一种用于光纤振动传感的接收端光功率控制系统，光源的光出射端口通过振动传感光纤与分光器相连，分光器的第二分光支路与光探测器光路相连，光探测器将光信号强度转换为光强模拟电信号，放大器用于放大光强模拟电信号，模数转换器将放大后的光强模拟电信号转换为用于表示光强的数字信号，阈值判定器用于判断用于表示光强的数字信号是否低于预设正常光功率阈值，如果是则增大输出调节数字；光功率调节模块将所述调节数字转换成模拟信号；驱动电路模块根据模拟信号调节光源的驱动电流强度从而调节光源的输出光功率。本发明提供了一种在低成本振动传感系统中即可在光探测器端获得相对稳定的接收光功率的系统。

关键词：光强模拟电信号光探测器光源数字信号分光器放大放大器光纤振动传感模拟信号调节驱动电路模块振动传感系统光功率调节光功率控制接收光功率模数转换器输出光功率分光支路模拟信号强度转换输出调节数字转换振动传感阈值判定低成本光出射接收端正常光光路预设光纤驱动转换光强模数转换器光源分光器放大器驱动电路模块光功率调节模拟电信号分光支路光探测器阈值判定输出光纤振动传感模拟信号数字信号放大光路检测器光功率控制输出光功率电压测量强度转换输出调节数字转换振动传感出射光光出射接收端正常光预设光纤驱动检测转换

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一种基于双光路的光纤振动传感系统及方法

一种基于双光路的光纤振动传感系统及方法

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作者：欧中华汪豫贾敏何欢欢崔楠楠刘永 611731 四川省成都市高新区(西区)西源大道2006号

本发明公开了一种基于双光路的光纤振动传感系统及方法，属于分布式光纤传感技术领域，解决现有技术中的传感系统对窄线宽激光器的依赖，信噪比和灵敏度较低，光源的噪声、外界温度等因素对检测结果产生干扰，造成检测结果不精确的问题... 详细信息

标准号: CN107063431A

本发明公开了一种基于双光路的光纤振动传感系统及方法，属于分布式光纤传感技术领域，解决现有技术中的传感系统对窄线宽激光器的依赖，信噪比和灵敏度较低，光源的噪声、外界温度等因素对检测结果产生干扰，造成检测结果不精确的问题。本发明包括激光光源、脉冲调制器、光放大器、耦合器、环行器、传感光纤、参考光纤、耦合器、光电探测器，信号采集与处理系统。本发明通过后期的相位恢复及滑动差分等手段计算传感光纤各点的相位增量，消除多振动点相位累积产生的误差和干扰，实现对多振动点的同时检测。

关键词：传感光纤检测结果振动点耦合器分布式光纤传感技术光纤振动传感系统信号采集与处理窄线宽激光器光电探测器脉冲调制器参考光纤传感系统光放大器激光光源相位恢复相位累积相位增量环行器灵敏度双光路信噪比滑动光源噪声检测瑞利散射光参考光纤传感光纤时域信号时间点位置点光纤振动传感光电探测器光纤折射率瑞利散射真空光速双光路映射后向采集

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光纤振动传感器关键技术研究

光纤振动传感器关键技术研究

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作者：沈志平南京邮电大学

学位级别：硕士

光纤振动传感技术在周界区域安防、石油天然气管道监测、大型桥体混凝土建筑安全等领域有着广阔的市场和重要意义。本文研究的分布式光纤振动传感系统因其使用普通单模光纤作为振动信号感知单元,结合光信号调理、FPGA数据流预处理等关... 详细信息

光纤振动传感技术在周界区域安防、石油天然气管道监测、大型桥体混凝土建筑安全等领域有着广阔的市场和重要意义。本文研究的分布式光纤振动传感系统因其使用普通单模光纤作为振动信号感知单元,结合光信号调理、FPGA数据流预处理等关键技术,具有成本低、监测范围大、灵敏度高、不受电磁干扰等优点,适合于易燃易爆、周界大区域等特殊使用环境。论文在光路方面基于背向散射及光干涉原理,研究并搭建了对振动信号敏感的干涉光路结构。在硬件方面利用FP-LD窄线宽激光器,研制了适用于干涉光路结构的低成本光源模块,实现了130 m W的脉冲激光输出。针对课题所研制的干涉光路结构,研制了OTDR光信号接收处理模块并实现了背向散射光信号的接收、放大与滤波处理。在振动信号解调方面,利用FPGA在并行高速数据流处理方面的优势,制作并调试了FPGA信号处理模块,实现了与OTDR光信号接收处理模块联调以及振动数据流的预处理。搭建了长距离分布式光纤振动传感实验系统,提出利用分段增益补偿的方法,采用压控运放进行分段放大补偿光纤随距离衰减的光信号,以提高尾端信号OTDR迹线的信噪比。在利用EDFA进行功率放大的实验中,发现了光脉冲信号的畸变,可能影响系统性能指标。实验室内基于原理样机进行了系统调试以及关键性能测试,获得了单点定位精度优于±15 m,多点定位精度优于±30 m,支持多点同时扰动,传感范围达20 km,响应时间小于2 s的实验结果。在实际大区域的周界安防与管道防护等领域,具有潜在的应用价值。

关键词：光纤振动传感背向散射 FPGA信号处理性能测试

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一种改进的OFDR光纤振动传感器解调算法

一种改进的OFDR光纤振动传感器解调算法

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作者：腾飞 200433 上海市杨浦区翔殷路128号6号楼2层(集中登记地)

本发明公开了一种改进的OFDR光纤振动传感器解调算法，涉及光纤振动传感技术领域，所述光纤振动传感器包括OFDR系统，所述OFDR系统包括主干涉仪、辅助干涉仪和可调谐激光器，本发明通过设置有计算机主体、主干涉仪和辅助干涉仪，在进行... 详细信息

标准号: CN116878640A

本发明公开了一种改进的OFDR光纤振动传感器解调算法，涉及光纤振动传感技术领域，所述光纤振动传感器包括OFDR系统，所述OFDR系统包括主干涉仪、辅助干涉仪和可调谐激光器，本发明通过设置有计算机主体、主干涉仪和辅助干涉仪，在进行使用时，在进行解调算法时可调谐光源通过可调谐激光器发出一束线性波长扫描的信号光，它在传播过程中由于光纤中瑞利散射或菲涅尔反射效应的存在，当到达接收端时，其自身携带的频率也不相同，会发生拍频干涉，拍频信号的频率与散射位置的距离成正比，该算法基于系统数学模型发现振动位置与非振动位置信号频谱幅度的差异来定位扰动位置，并且进行了实验验证，证实了算法的可行性。

关键词：光纤振动传感器可调谐激光器解调算法振动位置主干涉仪干涉仪算法光纤振动传感系统数学模型计算机主体可调谐光源波长扫描传播过程拍频信号扰动位置瑞利散射散射位置实验验证信号频谱成正比菲涅尔接收端信号光拍频与非反射光纤携带干涉改进发现

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φ-OTDR型光纤振动传感系统综合信号处理技术研究

φ-OTDR型光纤振动传感系统综合信号处理技术研究

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作者：叶红亮东南大学

学位级别：硕士

φ-OTDR型光纤振动传感技术具有灵敏度高、空间动态范围大和定位精度高等特点,可在大型设施健康监测、工业生产过程检测、周界安防、管道防护等领域广泛应用。本文以课题组自主研发的φ-OTDR型光纤振动传感系统为依托,开展面向工程应用... 详细信息

φ-OTDR型光纤振动传感技术具有灵敏度高、空间动态范围大和定位精度高等特点,可在大型设施健康监测、工业生产过程检测、周界安防、管道防护等领域广泛应用。本文以课题组自主研发的φ-OTDR型光纤振动传感系统为依托,开展面向工程应用的综合信号处理关键技术的研究。第二章分析并指出φ-OTDR型光纤振动传感系统在工程应用中存在的问题,提出综合信号处理方案。以Xilinx公司Spartan-6系列FPGA为核心,结合ADC、DAC、USB2.0等功能模块,提出基于FPGA的信号处理子系统架构,规定了高速数据采集、处理、传输以及系统参数控制等功能。针对系统工程应用中的具体问题,提出数字化自动调节数字化自动调节、背向散射迹线动态补偿、传感数据压缩与成帧传输和传感光纤故障实时监测与定位等技术方案。第三章详细分析FPGA电路及ADC、DAC、USB2.0、数字控制接口和电源管理等功能模块,讨论各类芯片选型。充分考虑了电磁兼容性和信号完整性,设计并研制出综合信号处理子系统硬件电路,给出了数字化自动调节数字化自动调节、背向散射迹线动态补偿、传感数据压缩与成帧传输和传感光纤故障实时监测与定位等算法的FPGA程序设计。第四章搭建了系统实验平台,对综合信号处理子系统进行测试与分析。结果表明,综合信号处理子系统各功能模块工作正常,满足传感系统的需求。综合信号处理算法大大提高了传感系统信噪比,消除传感盲区；提升数据传输效率,缩短系统响应时间；实现参数数字化自动调节,增强系统的环境适应性：实现了传感光纤故障的实时监测与定位,提升了系统性能,满足工程应用的需求。第五章构建了基于综合信号处理技术的cp-OTDR型光纤振动传感演示系统。演示系统以沙盘模型为依托,结合了机场、油库、石油管道、军事基地等多种应用场景,采用围栏、围墙、埋地以及管道等多种布缆方式。结果表明,演示系统各区域工作正常,对外界扰动具有很高的信噪比和定位精度。系统集成了语音警报和视频联动等功能,能够实现对传感光缆任意处外界振动事件的检测与定位,满足各种应用场景的需求。第六章给出全文总结,提出下一步工作设想。

关键词： φ-OTDR 光纤振动传感综合信号处理 FPGA 光纤故障检测

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一种光强式光纤振动传感装置

一种光强式光纤振动传感装置

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作者：叶晓靖姚若河马佳洪刘付永红 510640 广东省广州市天河区五山路381号

本实用新型公开了一种光强式光纤振动传感装置，包括多路振动测量通道，每一通道均包括光纤、光源、光源调制模块、光电转换模块、信号输出接口，并可并行接入多路信号输入输出模块，从而接入信号控制与处理单元。每一路通道包括一根只... 详细信息

标准号: CN205209624U

本实用新型公开了一种光强式光纤振动传感装置，包括多路振动测量通道，每一通道均包括光纤、光源、光源调制模块、光电转换模块、信号输出接口，并可并行接入多路信号输入输出模块，从而接入信号控制与处理单元。每一路通道包括一根只有两端口的光纤，并且每根光纤包含有光纤包层厚度较薄的部分作为调制区，该调制区被弯曲，并在工作时与振动源靠近或接触。光纤通过光源调制模块控制光源输出导模光到光纤第一端口，当调制区受振动源表面位置变化而发生弯曲曲率反复形变时，通过光纤的导模光强将会由于调制区内导模光与辐射模光相应的反复耦合而发生规律性的改变，该改变将通过光电转换模块转变为电信号经信号输出接口接入多路信号输入输出模块。

关键词：光纤调制区导模多路信号输入光电转换模块信号输出接口光源调制输出模块振动源光纤振动传感表面位置并行接入第一端口光纤包层光源输出厚度较薄接入信号模块控制弯曲曲率振动测量耦合辐射模两端口与处理形变多路光强接入一种调制光源规律性弯曲改变靠近包含实用接触公开控制转变变化工作

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