發(fā)布時(shí)間：2020-12-11 06:28

　　在Φ-OTDR（phase-sensitive optical time-domain reflectometer,相位敏感光時(shí)域反射計(jì)）傳感系統(tǒng)中,光纖振動(dòng)信號(hào)的提取和降噪尤為重要。文章通過搭建一套光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng),完成信號(hào)采集,并使用低通濾波、小波降噪、小波包分解及降噪等方法完成了實(shí)驗(yàn)研究。提出一種協(xié)同濾波降噪的方法,能夠?qū)⑿盘?hào)的信噪比提高5.1 dB,完成信號(hào)的定位與提取,定位精度20 m。 

【文章來源】：儀表技術(shù)與傳感器. 2020年06期 第95-99頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)裝置框圖

在實(shí)驗(yàn)時(shí),將傳感光纖9 km處取出5 m繞成環(huán)以提高信號(hào)強(qiáng)度,分別取未出現(xiàn)擾動(dòng)與出現(xiàn)擾動(dòng)的情況的數(shù)據(jù)。采集到的數(shù)據(jù)為一段時(shí)間的所有脈沖,可以將所有脈沖的信號(hào)組成128×8 192的矩陣,矩陣每一行代表一個(gè)脈沖信號(hào),每一列代表脈沖中某個(gè)點(diǎn)的時(shí)域信號(hào),原始信號(hào)三維圖如圖2所示。原始僅經(jīng)過累加相減之后的信號(hào),噪聲均值為80.5 mV,信號(hào)均值為412.6 mV,信噪比為14.2 dB。3.1 低通濾波

圖3為第600采樣點(diǎn)至第1 000采樣點(diǎn)的濾波細(xì)節(jié)圖。由圖3的濾波細(xì)節(jié)可以看到,低通濾波對(duì)信號(hào)的尖峰及高頻噪聲有著較好的去除作用,但由于低通濾波的局限性并不能完全去除波峰的效果。圖4為濾波前后信號(hào)累加相減之后歸一化的對(duì)比圖。濾波前,信號(hào)中存在部分噪聲尖峰,無法確定擾動(dòng)發(fā)生在具體哪個(gè)位置。濾波后可以看到低通濾波對(duì)有些噪聲尖峰有消減作用,但并不能完全消除噪聲的影響。通過低通濾波之后的信號(hào)噪聲均值為36.4 mV,信號(hào)均值為269.7 mV,信噪比為17.4 dB。信噪比提高大約3.2 dB,信號(hào)尖峰處在6 270點(diǎn)附近,經(jīng)計(jì)算其位置為9.02 km。


本文編號(hào)：2910056