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公开(公告)号：CN110207803B
公开(公告)日：2020-07-10
申请号：CN201910539710.4
申请日：2019-06-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01H9/00
Abstract: 本发明公开了一种基于可变积分窗的分布式光纤传感增益提升方法，包括采集传感光纤中的后向散射光信号；对采集到的后向散射光信号进行复数化相位解调得到各散射点的光强相位复数；求取光强相位复数的辐角主值；按照积分窗预设长度以预设步长沿光纤轴向对积分窗内光纤段的辐角主值进行积分，得到待测信号的信噪比；判断信噪比是否超过阈值，未超过则根据传感光纤所有积分窗模值均值分布，建立积分窗长度与光纤轴向距离的关系模型，采用长度可变积分窗进行相位重解调，实现信噪比提升。相比于传统解调方式相位差分光纤长度固定不变，本方法采用可变积分窗实现相位解调，从而灵活提升所测外界声波信号的信噪比，即提升了传感增益。
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公开(公告)号：CN111120005B
公开(公告)日：2021-07-27
申请号：CN201911425050.3
申请日：2019-12-31
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种分布式隧道加固钢环失效监测装置及方法，属于分布式光纤传感领域。该装置包括光源模块、传感模块和加固钢环失效诊断模块；其中，加固钢环失效探测模块基于传感光纤中反射光的相位随隧道管壁与钢环间空腔的谐振频率而变化的原理，将隧道管壁与钢环间空腔的谐振状态转化为反射光的相位变化信息来采集带有谐振信息的钢环失效状态信号。本发明通过对采集到的谐振信号进行处理，将实时测得的幅频信号与不失效时的标准信号进行比对，判定钢环是否失效。本发明通过分布式光纤振动传感实现对加固钢环失效状态的全天候、实时、在线监测，解决了现有技术中无法实时监测加固钢环状态的难题。
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公开(公告)号：CN110207803A
公开(公告)日：2019-09-06
申请号：CN201910539710.4
申请日：2019-06-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01H9/00
Abstract: 本发明公开了一种基于可变积分窗的分布式光纤传感增益提升方法，包括采集传感光纤中的后向散射光信号；对采集到的后向散射光信号进行复数化相位解调得到各散射点的光强相位复数；求取光强相位复数的辐角主值；按照积分窗预设长度以预设步长沿光纤轴向对积分窗内光纤段的辐角主值进行积分，得到待测信号的信噪比；判断信噪比是否超过阈值，未超过则根据传感光纤所有积分窗模值均值分布，建立积分窗长度与光纤轴向距离的关系模型，采用长度可变积分窗进行相位重解调，实现信噪比提升。相比于传统解调方式相位差分光纤长度固定不变，本方法采用可变积分窗实现相位解调，从而灵活提升所测外界声波信号的信噪比，即提升了传感增益。
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公开(公告)号：CN110231409B
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN201910541399.7
申请日：2019-06-21
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种地下管道损伤的检测方法及系统，具体为：主动激发可变的声信号并耦合于管道中，声信号在管道中传输时对光纤中的后向散射光信号进行调制，获取光纤中携带声信号信息的后向散射光信号；对后向散射光信号解调获取待检测声信号的时域信息；将声信号的时域信息分别进行傅里叶变换和小波变换，获取待检测声信号的第一和第二特征参量；以待检测声信号的特征参量为输入，通过特征提取等方法检测地下管道损伤的位置及程度。本发明使用了主动式声波探伤方法，通过调控声信号的频率与幅度实现对长距离地下管道的内部损伤的检测，而且采用损伤管道不同位置声信号的特征参量，实现了对管道损伤位置的精确定位以及损伤程度的评估。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110207804A
公开(公告)日：2019-09-06
申请号：CN201910539747.7
申请日：2019-06-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01H9/00
Abstract: 本发明公开了一种基于单模光纤分布式声学传感的离散化处理，包括：将单模光纤划分为M个连续的传感区间；在t时刻向单模光纤中注入光探测脉冲，采集单模光纤不同位置拍频信号的分布；对拍频信号包络提取，求解单模光纤不同位置的散射光强分布；对散射光强分布进行动态寻峰，获取单模光纤有效散射点；计算相邻有效散射点的相位；根据各有效散射点的相位，采用插值法获取相位分布函数；根据相位分布函数，计算t时刻单模光纤各传感区间相邻两端点间的相位差；当t等于T'时将各传感区间两端点间相位差随时间的变化作为该传感区间的声波信息。本发明解决了因衰落产生的相位解调点漂移的问题，抑制了由于衰落产生的低频噪声，获得了稳定的声波信号。
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公开(公告)号：CN110207804B
公开(公告)日：2020-07-14
申请号：CN201910539747.7
申请日：2019-06-21
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01H9/00
Abstract: 本发明公开了一种基于单模光纤分布式声学传感的离散化处理，包括：将单模光纤划分为M个连续的传感区间；在t时刻向单模光纤中注入光探测脉冲，采集单模光纤不同位置拍频信号的分布；对拍频信号包络提取，求解单模光纤不同位置的散射光强分布；对散射光强分布进行动态寻峰，获取单模光纤有效散射点；计算相邻有效散射点的相位；根据各有效散射点的相位，采用插值法获取相位分布函数；根据相位分布函数，计算t时刻单模光纤各传感区间相邻两端点间的相位差；当t等于T'时将各传感区间两端点间相位差随时间的变化作为该传感区间的声波信息。本发明解决了因衰落产生的相位解调点漂移的问题，抑制了由于衰落产生的低频噪声，获得了稳定的声波信号。
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公开(公告)号：CN111120005A
公开(公告)日：2020-05-08
申请号：CN201911425050.3
申请日：2019-12-31
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种分布式隧道加固钢环失效监测装置及方法，属于分布式光纤传感领域。该装置包括光源模块、传感模块和加固钢环失效诊断模块；其中，加固钢环失效探测模块基于传感光纤中反射光的相位随隧道管壁与钢环间空腔的谐振频率而变化的原理，将隧道管壁与钢环间空腔的谐振状态转化为反射光的相位变化信息来采集带有谐振信息的钢环失效状态信号。本发明通过对采集到的谐振信号进行处理，将实时测得的幅频信号与不失效时的标准信号进行比对，判定钢环是否失效。本发明通过分布式光纤振动传感实现对加固钢环失效状态的全天候、实时、在线监测，解决了现有技术中无法实时监测加固钢环状态的难题。
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公开(公告)号：CN110231409A
公开(公告)日：2019-09-13
申请号：CN201910541399.7
申请日：2019-06-21
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种地下管道损伤的检测方法及系统，具体为：主动激发可变的声信号并耦合于管道中，声信号在管道中传输时对光纤中的后向散射光信号进行调制，获取光纤中携带声信号信息的后向散射光信号；对后向散射光信号解调获取待检测声信号的时域信息；将声信号的时域信息分别进行傅里叶变换和小波变换，获取待检测声信号的第一和第二特征参量；以待检测声信号的特征参量为输入，通过特征提取等方法检测地下管道损伤的位置及程度。本发明使用了主动式声波探伤方法，通过调控声信号的频率与幅度实现对长距离地下管道的内部损伤的检测，而且采用损伤管道不同位置声信号的特征参量，实现了对管道损伤位置的精确定位以及损伤程度的评估。
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公开(公告)号：CN209927279U
公开(公告)日：2020-01-10
申请号：CN201920908109.3
申请日：2019-06-17
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本实用新型公开了一种光纤声波地层成像装置，包括光源发射模块、声波传感光纤、信号接收模块和信号处理模块；光源发射模块包括窄线宽激光器、第一光耦合器、调制器、光放大器和环形器，调制器包括频移单元和脉冲匹配单元，脉冲匹配单元通过调控经过频移单元的脉冲光宽度对声波传感光纤的散射颗粒度进行匹配，改变探测分辨率；信号处理模块包括离散化处理单元和声波解调单元，用于将信号接收模块接收的后向散射光信号离散化后进行解调，得到待测声波信息。本实用新型采用的光纤散射颗粒度脉冲匹配技术，通过调控光脉冲来对光纤的散射颗粒度进行匹配，不同的脉冲可匹配光纤的不同散射颗粒度，进而改变地层成像的空间分辨率，实现高分辨率地层成像。
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