基于小波的分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、分布式光纖溫度測量及其信號處理技術(shù)是近年來隨著電子、通信與信息系統(tǒng)、光電技術(shù)、光纖傳感器技術(shù)和自動控制領(lǐng)域的飛速發(fā)展而逐步形成和發(fā)展起來的多學(xué)科綜合應(yīng)用技術(shù).分布式光纖傳感系統(tǒng)可以在一根光纖上同時監(jiān)測多點的溫度(或者應(yīng)力等其他物理量),并可以利用光時域反射技術(shù)對溫度場進(jìn)行空間定位.它一經(jīng)提出就因其特有的優(yōu)點受到了世界范圍的廣泛關(guān)注,許多國家紛紛投入這方面的研究.它廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程的監(jiān)控,煤礦、隧道、油庫的火災(zāi)報警,大型堤壩的滲水、漏水

2、監(jiān)視等許多領(lǐng)域.該文綜述了當(dāng)前三種基于后向散射的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)和最新進(jìn)展,分別是基于后向喇曼散射、后向布里淵散射和后向瑞利散射三種類型的傳感器,并分別對傳統(tǒng)分布式光纖測溫方法的優(yōu)缺點進(jìn)行了分析.在對研究較多、目前最為成熟的基于喇曼散射光的分布式光纖測溫系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,針對喇曼散射信號的特點,結(jié)合小波多分辨率分析的優(yōu)點,提出了應(yīng)用小波理論消除噪聲的方法,提高了系統(tǒng)的實用性,最后實現(xiàn)了整個系統(tǒng).溫度響應(yīng)時間是系統(tǒng)

3、的一個關(guān)鍵指標(biāo),它與系統(tǒng)的溫度分辨率有一定的制約關(guān)系.如何在保證溫度分辨率的前提下縮短系統(tǒng)的溫度響應(yīng)時間是個很重要的問題.該文根據(jù)對光纖傳感器中弱光信號特點的研究,指出小波去噪理論能解決上述問題,改善系統(tǒng)信噪比.文章針對小波去噪方法在分布式溫度測量系統(tǒng)中的具體實現(xiàn)進(jìn)行了研究,確定合適的小波函數(shù)和合理的小波分解層數(shù).并用matlab對上述方法進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明,去噪的效果較好.在上述理論研究的基礎(chǔ)上,將小波去噪算法進(jìn)行了實際應(yīng)用,應(yīng)