光時域反射儀中信號的注意事項
光纖傳感技術(shù)是20世紀70年代伴隨著光纖技術(shù)和光纖通信技術(shù)的發(fā)展而興起的一種新型傳感技術(shù)。它以光波為傳感信號,以光纖為傳輸介質(zhì),感知和探測外界被測信號[1]。其中分布式光纖傳感技術(shù)利用光纖的敏感性,集信息傳輸和傳感于一身,只需一個光源和一根探測線路,可對沿光纖傳輸路徑的傳感對象進行檢測[2],實現(xiàn)大范圍和長距離的傳感測量。
光時域反射儀是一種基于散射型的分布式光纖傳感器,能對光纖沿線上的擾動進行識別和定位,但傳感系統(tǒng)得到的后向散射光的信號很微弱,環(huán)境噪聲的影響使得對擾動點的識別很困難,特別是傳感光纖的尾部,信號光的衰減已經(jīng)很大,其散射光強度幾乎淹沒在噪聲中。并且相位光時域反射儀的相干性原理使得其對環(huán)境中微小的擾動極為敏感,容易引入噪聲[35]。為提高性能,必須通過信號處理的方法降低噪聲,提高信噪比。
疊加平均法理論相對簡單,其原理是將某一時刻采集到的M個點的數(shù)據(jù)(通常是一個或多個周期內(nèi)的點)存儲到某一單元中,如此采集N次均存入該單元,然后對其求N次平均[68]。被采集的信號通?;煊性肼暡⑶彝ǔ榘自肼暎?jīng)過N次疊加平均,其信噪比會得到改善。
將采集到的后向散射實時信號與已存儲的無擾動時的信號相減得到后向散射差值信號,進而分別進行上述方案的測試。(1)單獨疊加平均法:采集每個周期內(nèi)的差值信號進行不同次數(shù)的疊加,之后進行平均處理。(2)小波閾值法:通過選定的小波基對差值信號進行多層次分解與重構(gòu)。
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