研究目的
为了提高基于相干光时域反射仪（COTDR）的分布式光纤振动传感器在机电设备声学故障诊断应用中检测特征频率振动信号的信噪比（SNR）。
研究成果
基于声光调制器（AOM）与半导体光放大器（SOA）级联结构并结合LMS自适应滤波器的分布式声学传感系统，能有效提取强噪声环境下的振动信号，将信噪比从10.4分贝提升至42.2分贝。该方法在机电设备故障诊断中具有重要应用潜力。
研究不足
该研究聚焦于在受控环境中检测具有特征频率的振动信号。在更复杂或嘈杂环境中的性能可能需要进一步优化。
1：实验设计与方法选择：
采用声光调制器与半导体光放大器的高消光比级联结构，使用最小均方误差算法进行幅度和相位解调。
2：样本选择与数据来源：
被测传感光纤（FUT）长度为2000米，使用压电陶瓷（PZT）?？椴穸藕?。
3：实验设备与材料清单：
包括超窄线宽激光器、声光调制器、半导体光放大器、掺铒光纤放大器、密集波分复用器、平衡光电探测器和任意信号发生器。
4：实验流程与操作步骤：
将连续光调制为脉冲光，经放大和滤波后入射至传感光纤，检测瑞利后向散射光并进行信号处理分析。
5：数据分析方法：
采用最小均方误差算法进行噪声消除与信号提取。
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acousto-optic modulator
Gooch and Housego
Modulates continuous light into pulsed light with frequency shifting.
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semiconductor optical amplifier
Generates stable pulsed light with a high extinction ratio.
-
ultra-narrow linewidth laser
Emits continuous light for the COTDR system.
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erbium-doped fiber amplifier
EDFA1, EDFA2
Amplifies the pulsed light and Rayleigh backscattered light.
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dense wavelength division multiplexer
DWDM1, DWDM2
Filters the pulsed light and removes useless frequency components.
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balanced photo-detector
PD
Detects the beat signal between the amplified Rayleigh backscattered light and the reference light.
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piezoelectric transducer
PZT
Generates the vibration signal.
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arbitrary signal generator
AWG
Drives the PZT module to generate the arbitrary signal.
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