在Φ-OTDR（phase-sensitive optical time-domain reflectometer,相位敏感光時域反射計）傳感系統中,光纖振動信號的提取和降噪尤為重要。文章通過搭建一套光纖振動傳感系統,完成信號采集,并使用低通濾波、小波降噪、小波包分解及降噪等方法完成了實驗研究。提出一種協同濾波降噪的方法,能夠將信號的信噪比提高5.1 dB,完成信號的定位與提取,定位精度20 m。 

【文章來源】：儀表技術與傳感器. 2020年06期 第95-99頁 北大核心

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

實驗裝置框圖

在實驗時,將傳感光纖9 km處取出5 m繞成環以提高信號強度,分別取未出現擾動與出現擾動的情況的數據。采集到的數據為一段時間的所有脈沖,可以將所有脈沖的信號組成128×8 192的矩陣,矩陣每一行代表一個脈沖信號,每一列代表脈沖中某個點的時域信號,原始信號三維圖如圖2所示。原始僅經過累加相減之后的信號,噪聲均值為80.5 mV,信號均值為412.6 mV,信噪比為14.2 dB。3.1 低通濾波

圖3為第600采樣點至第1 000采樣點的濾波細節圖。由圖3的濾波細節可以看到,低通濾波對信號的尖峰及高頻噪聲有著較好的去除作用,但由于低通濾波的局限性并不能完全去除波峰的效果。圖4為濾波前后信號累加相減之后歸一化的對比圖。濾波前,信號中存在部分噪聲尖峰,無法確定擾動發生在具體哪個位置。濾波后可以看到低通濾波對有些噪聲尖峰有消減作用,但并不能完全消除噪聲的影響。通過低通濾波之后的信號噪聲均值為36.4 mV,信號均值為269.7 mV,信噪比為17.4 dB。信噪比提高大約3.2 dB,信號尖峰處在6 270點附近,經計算其位置為9.02 km。


本文編號：2910056