研究目的
为了消除相干检测相位敏感光时域反射计系统中的相位漂移,从而实现精确的振动恢复,特别是在低频情况下。
研究成果
EMD方法有效消除了相干检测Φ-OTDR系统中的相位漂移,实现了低频振动信号的精确恢复。证实了相位与振动强度之间的线性关系,该方法对亚赫兹振动实现了高信噪比。
研究不足
该研究聚焦于在模拟振动受控环境下消除相位漂移。经验模态分解法(EMD)在更复杂或噪声更大的实际场景中的有效性尚待进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用经验模态分解(EMD)自适应提取并消除相位漂移。该方法基于信号特征时间尺度进行分解以分离基线漂移。
2:样本选择与数据来源:
实验使用压电传感器(PZT)在传感光纤上模拟规则振动信号。
3:实验设备与材料清单:
实验装置包含超窄线宽激光器、声光调制器(AOM)、掺铒光纤放大器(EDFA)、密集波分复用器(DWDM)、光循环器(OC)、光电探测器(PD)和数据采集卡(DAQ)。
4:实验流程与操作步骤:
调制脉冲光并注入传感光纤,将瑞利背向散射光(RBS)与本振光混频,捕获并处理拍频信号以提取相位信息。
5:数据分析方法:
采用EMD分析相位信号以分离实际振动信号中的相位漂移,使用快速傅里叶变换(FFT)进行频谱分析。
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获取完整内容-
ultra-narrow linewidth laser
Light source for the Φ-OTDR system
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acousto-optic modulator
AOM
Modulates the pulsed light
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erbium-doped fiber amplifier
EDFA
Amplifies the light power
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dense wavelength division multiplexer
DWDM
Filters out the light of other wavelengths except 1550 nm
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optical circulator
OC
Launches the pulsed light into the sensing fiber
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piezoelectric transducer
PZT
Simulates the regular vibration signal
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photodetector
PD
Transforms the beat signal into an electric signal
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data acquisition card
DAQ
Acquires and processes the signal
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