一种偏振敏感分布式微扰传感测量方法及系统

    公开(公告)号:CN101963516B

    公开(公告)日:2012-06-27

    申请号:CN201010286857.6

    申请日:2010-09-20

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种偏振敏感分布式微扰传感方法和系统。所述偏振敏感分布式微扰传感系统的较佳实施例包括:函数发生器(1),脉冲激光器(2),偏振控制器(3,环形器(4),传感光纤(5),偏振分束器(6),平衡放大光电转换器(7),数据采集单元(8),数据处理单元(9)。由平衡放大光电转换器将偏振方向相互垂直的两路光信号的强度相减,得到反应两路光信号偏振态变化的强度差。对由数据采集模块获得的数据进行详细的分析处理实现对光纤微扰信号的灵敏监测。本发明的有益效果在于大大提高了传感系统的检测灵敏度。

    一种全分布式光纤应变及振动的传感方法与传感器

    公开(公告)号:CN102147236A

    公开(公告)日:2011-08-10

    申请号:CN201110005695.9

    申请日:2011-03-23

    Applicant: 南京大学

    CPC classification number: G01L1/246 G01D5/35364

    Abstract: 全分布式光纤应变与振动传感器,包括激光器(1),第一耦合器(2),脉冲调制模块(3),光放大器(4),环形器(5),传感光纤(6),光纤光栅(7),扰偏器(8),第二耦合器,平衡光电探测器,检偏器,光电探测器(12),信号处理单元。激光器(1)输出的连续光经第一耦合器(2)后分为两路:其中第一路作为参考光,经扰偏器(8)后接入到第二耦合器(9)的第一输入端;第二路经脉冲调制模块(3)和光放大器(4)后作为探测脉冲光注入环形器(5)第一端口,本发明同时利用布里渊光时域反射(BOTDR)和偏振光时域反射POTDR,在单根光纤上分别对应变及振动进行全分布式测量,克服了单一的BOTDR或POTDR系统所存在的缺点,并降低了系统的误报、漏报率。

    用于提高光纤传感器空间分辨率的等效脉冲光谱分析方法

    公开(公告)号:CN101140175A

    公开(公告)日:2008-03-12

    申请号:CN200710133312.X

    申请日:2007-09-28

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 用于提高光纤传感器空间分辨率的等效脉冲光谱分析方法,涉及一种提高光纤传感器空间分辨率的数据分析方法。本发明利用对布里渊光纤传感器发射的脉冲光进行测量,得到布里渊光纤传感器发射的脉冲光的形状方程,由于脉冲光与布里渊散射信号在光纤中反向传播,因此持续τ′的布里渊信号是脉冲光在光纤中前进τ′的时间里产生的;把布里渊光纤传感器发射的脉冲光形状方程在τ′时间上积分,得到等效脉冲光形状方程,并通过公式得到各段的中心频率,进一步得到各段脉冲光能量之比,最后得到光纤中各段长度上的物理信息。本发明简化了数据分析的难度,提高光纤传感器的空间分辨率,使得分析数据时使用的布里渊散射谱更加接近真实情况。

    一种基于DAS的高铁声屏障健康状况实时监测方法

    公开(公告)号:CN115112763B

    公开(公告)日:2025-04-22

    申请号:CN202210903257.2

    申请日:2022-07-28

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于DAS的高铁声屏障健康状况实时监测方法,包括:将传感光缆敷设在高铁声屏障上;采用连接在传感光缆上的DAS系统,对高铁经过引起的多组声屏障板振动信号进行感知,将感知到的多组声屏障板振动信号划分成正常组数据和故障组数据;对正常组数据和故障组数据进行预处理;从正常组数据和故障组数据提取相应的基于统计特性的多域特征;实时采集声屏障板振动信号,提取得到其对应的多域特征;采用基于马氏距离的K近邻分类算法,对提取到的实时振动信号的多域特征进行识别分类。本发明能够有效利用DAS技术来对高铁声屏障在列车风压激励下的振动进行监测,并判断声屏障的健康状况。

    一种灵敏度可调的大振幅信号分布式弱光栅阵列解调方法

    公开(公告)号:CN115265618B

    公开(公告)日:2025-04-08

    申请号:CN202210890093.4

    申请日:2022-07-27

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种灵敏度可调的大振幅信号分布式弱光栅阵列解调方法,包括:将生成的双脉冲光融合后导入分布式弱光栅阵列,对扰动信号进行测量;利用IQ解调技术对返回的反射光信号和散射光信号进行相位解调,得到反射光的解调结果和散射光的解调结果;选择其中一个散射光信号点,对散射光信号点和反射光信号点的解调结果进行作差;对该散射光信号点的作差结果与反射光的解调结果进行波形比对,如果两者波形一致,输出反射光的解调结果作为扰动信号测量结果,否则,输出作差结果作为扰动信号测量结果。本发明通过结合反射光和散射光进行传感,突破了采样率对应变测量范围的限制,实现了灵敏度可调的大振幅信号测量。

    基于CNN-Transformer的DAS去噪方法

    公开(公告)号:CN117437146B

    公开(公告)日:2024-09-13

    申请号:CN202311310501.5

    申请日:2023-10-10

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于CNN‑Transformer的DAS去噪方法,将DAS系统采集的含噪声原始数据图像建立数据集,交由CNN模块经过卷积层与池化层后提取图像局部特征;同时将相同的图像传递给Transformer模块,提取图像全局特征;将并行执行的两个模块的提取结果进行下采样,对输出结果进行反卷积计算,并将结果与下采样过程中相应特征层生成的特征地图进行拼接,通过使用全局和局部的特征来还原出去噪后的信号图像。本发明实现了对DAS系统图像的精准去噪。

    基于频域滤波和空间相移的φ-OTDR相位解调方法

    公开(公告)号:CN118539989A

    公开(公告)日:2024-08-23

    申请号:CN202410089757.6

    申请日:2024-01-22

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于频域滤波和空间相移的φ‑OTDR相位解调方法,包括:将脉冲光和本征光输入光电探测器进行转换以获取光电流;去除直流分量,得到中频分量电流;将中频分量电流转换为二维时空信号,采用快速傅里叶变换将二维时空信号转化为相应的二维频域信号;根据需要提取信号的频率滤除二维频域信号中的共轭部分信号,再将保留信号的频谱频移到频域中心以获取新的频域信号;获取信号的二维时空包裹相位并进行相位解包裹操作,得到相位展开后二维时空相位信号,作为最后的解调结果。本发明能够在不改变分布式光纤传感系统的光路结构和硬件组成的情况下,直接对中频信号进行数字处理,实现解调操作。

    一种基于迭代学习控制的非线性扫频补偿方法和系统

    公开(公告)号:CN118425928A

    公开(公告)日:2024-08-02

    申请号:CN202410519045.3

    申请日:2024-04-28

    Abstract: 本发明公开了一种基于迭代学习控制的非线性扫频补偿方法,包括:将采集到的拍频信号导入到计算机中,并通过希尔伯特变换获取激光器瞬时相对光频;获得扫频上升沿和下降沿的转折点,通过转折点的位置,获得激光器的扫频曲线;根据激光器扫频的范围,构建三角波形状的扫频曲线作为理想目标扫频曲线;对理想目标扫频曲线进行平滑,获得修正后的目标扫频曲线;比较修正后的目标扫频曲线与实际激光器的扫频曲线,得到扫频误差;利用扫频误差更新下一次激光器的驱动电压。本发明可以应用于在线补偿,打破了基于迭代学习控制的非线性扫频补偿方法的应用限制,实现了高性能和高鲁棒性的FMCW激光雷达系统。

    基于异频双脉冲编码探测光的融合型DOFS及测量方法

    公开(公告)号:CN118129810A

    公开(公告)日:2024-06-04

    申请号:CN202410284703.5

    申请日:2024-03-13

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了基于异频双脉冲编码探测光的融合型DOFS及测量方法,包括激光器、耦合器、信号发生器、电光调制器、声光调制器、掺铒光纤放大器、环形器、传感光纤、扰偏器、雪崩光电探测器、平衡光电探测器、微波接收机、数据采集卡、处理器;通过调制异频双脉冲编码探测光,可以同时兼容BOTDR和Φ‑OTDR两种传感系统,并实现复用BOTDR和Φ‑OTDR的融合型DOFS。本发明突破了BOTDR传感系统中空间分辨率的限制,实现高空间分辨率的温度、应变和振动多参量的同时监测,并改善在单脉冲探测光下信号功率低的现状,从而在保持高空间分辨率的同时提高系统信噪比。

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