一种基于分布式光纤传感的PCCP断丝监测系统及方法

    公开(公告)号:CN116429785A

    公开(公告)日:2023-07-14

    申请号:CN202310421581.5

    申请日:2023-04-19

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于分布式光纤传感的PCCP断丝监测系统及方法,涉及光纤传感技术领域,所述PCCP断丝监测系统,包括:Sagnac干涉仪、Φ‑OTDR系统、双路回环系统和信号处理系统;Sagnac干涉仪,包括:第一激光器、第一光学耦合器、第一延迟光纤、法拉第旋转镜和第一光电探测器;Φ‑OTDR系统,包括:第二激光器、第二光学耦合器、声光调制器、环形器、第三光学耦合器和第二光电探测器;双路回环系统,包括:波分复用器和第二延迟光纤。本发明解决了PCCP断丝监测时存在的定位精度低、测频范围受限、存在探测死区、运算压力大的问题。

    基于高频率响应DAS系统的变压器局部放电监测方法

    公开(公告)号:CN116338388A

    公开(公告)日:2023-06-27

    申请号:CN202310250614.4

    申请日:2023-03-15

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于高频率响应DAS系统的变压器局部放电监测方法,包括:根据待监测的变压器的结构及布局,确定变压器局部放电监测方案并设计光纤布设网络;将光纤缠绕成光纤环,使光纤环均匀环绕在变压器表面;采用光纤跳线连接位于变压器上的光纤环和位于电磁屏蔽室内的DAS解调主机设备;开展前期变压器背景噪声监测,对变压器背景噪声进行标定;在变压器投入使用后,采用DAS解调主机设备实时监测变压器工作时的局部放电状态。本发明根据变压器结构和布局特性,在变压器表面粘贴对应的光纤环,通过与具有高频率响应范围的DAS主机设备配合,实现对变压器局部放电的监测。

    OFDR系统中不同测量长度的自适应补偿测量方法

    公开(公告)号:CN114370889B

    公开(公告)日:2023-03-14

    申请号:CN202210015114.8

    申请日:2022-01-07

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种OFDR系统中不同测量长度的自适应补偿测量方法,可以自适应校正激光器非线性调谐效应。自适应校正过程如下:首先测量出含有非线性信息的辅助干涉仪信号和主干涉仪信号,然后从辅助干涉仪信号提取出光源的非线性扫频曲线,根据需要测量的光纤反射点的不同位置,通过对扫频曲线进行相应的时移并与原扫频曲线作差,可以获取与不同位置相匹配的时延下的非线性扫频校正信号,从而可以对待测光纤不同位置的主干涉仪信号均进行最佳补偿,实现长距离、高空间分辨率的分布式光纤传感测量。

    一种多解调方案的分布式弱光栅阵列传感系统和方法

    公开(公告)号:CN115265619A

    公开(公告)日:2022-11-01

    申请号:CN202210892621.X

    申请日:2022-07-27

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明提供了一种多解调方案的分布式弱光栅阵列传感系统,包括窄线宽激光器、声光调制器、相位调制器、双脉冲信号发生器、信号发生器、掺铒光纤放大器、环形器、融合弱光栅阵列的传感光纤、光电探测器和数据采集卡。本发明在系统结构不变的情况下,可同时实现多种解调方案:π/2相位差解调、2π/3相位差解调、π/4相位差解调,以满足不同的应用需求;另外,消除了相位调制器半波电压不稳定性的影响,保证了解调使用的光电流信号的相位差稳定性。

    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:CN115265618A

    公开(公告)日:2022-11-01

    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。

    一种基于互相关谱和曲线拟合的距离域错位校正方法

    公开(公告)号:CN115265614A

    公开(公告)日:2022-11-01

    申请号:CN202210902306.0

    申请日:2022-07-28

    Applicant: 南京大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于互相关谱和曲线拟合的距离域错位校正方法,搭建OFDR应变测量系统,将光纤铺设到待测物体表面,在物体完全松弛与发生形变状态下各采集一组数据;将采集的数据导入计算机进行快速傅里叶变换;在参考组距离域上截取参考组信号段,采用滑动窗口法在测量组相应位置处截取相同长度的测量组信号段,进行快速傅里叶逆变换;利用互相关算法得到参考组信号段和测量组信号段的互相关谱,计算各互相关谱的主峰值与次峰平均值之比,根据比值大小判断匹配程度。本发明通过将互相关谱引入曲线拟合算法对互相关谱进行拟合去噪和提取有效信息的处理,再从中提取相关信息,从而降低因随机噪声导致匹配错误的几率,有效提高系统的稳定性。

    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:CN115112763A

    公开(公告)日:2022-09-27

    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。

    拉曼光时域反射计中光纤沿线温度的解调方法

    公开(公告)号:CN112964387B

    公开(公告)日:2022-03-15

    申请号:CN202110229892.2

    申请日:2021-03-02

    Abstract: 本发明公开了一种拉曼光时域反射计中光纤沿线温度的解调方法,通过获取不同参考温度下参考光纤的反斯托克斯与斯托克斯光强度比,根据不同参考温度下参考光纤的反斯托克斯与斯托克斯光强度比拟合得到不同参考温度下参考光纤的反斯托克斯与斯托克斯光强度比曲线,确定转换参考温度的比例系数,利用特定参考温度及其拉曼强度比,将待测段强度比及比例系数代入特定解调公式,结合标定公式计算待测光纤的温度,所获得的待测光纤温度具有较高的准确性;其中利用参考光纤的数据计算,提高了测量结果的准确性与稳定性,且参考光纤处不需要恒温,降低系统成本,提高系统的适用范围。

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