化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
我國學者在分布式光纖傳感研究方面取得進展
2020年12月01日 14:01:02
來源：信息科學部 點擊量：4357
利用基于光時域反射(OTDR)技術的分布式光纖傳感器，可以檢測光纖中光脈沖反射信號的幅度或相位，從而解調出光纖各點感應到的溫度、應變等環境參量。光纖傳感器的分辨率、檢測距離、檢測時間等性能與被測反射光信號的信噪比密切相關。根據信息編碼理論，向光纖中注入編碼后的光脈沖，通過檢測反射光信號的幅度或相位、并通過相關算法解碼提取出單脈沖的系統響應，可在提高檢測信號信噪比的同時得到了編碼增益。然而，傳統編/
【化工儀器網 科技前沿】
在國家自然科學基金項目(批準號：61875018)等資助下，北京郵電大學洪小斌教授等合作團隊在分布式光纖傳感研究方面取得進展。研究成果以“遺傳算法優化的分布式光纖傳感器非周期編碼(Genetic-optimised aperiodic code for distributed optical fibre sensors)”為題，于2020年11月13日在《自然·通訊》(NatureCommunications)上在線發表，論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-19201-1。
利用基于光時域反射(OTDR)技術的分布式光纖傳感器，可以檢測光纖中光脈沖反射信號的幅度或相位，從而解調出光纖各點感應到的溫度、應變等環境參量。光纖傳感器的分辨率、檢測距離、檢測時間等性能與被測反射光信號的信噪比密切相關。根據信息編碼理論，向光纖中注入編碼后的光脈沖，通過檢測反射光信號的幅度或相位、并通過相關算法解碼提取出單脈沖的系統響應，可在提高檢測信號信噪比的同時得到了編碼增益。然而，傳統編/解碼方法中編碼和解碼須采用相同的二進制碼，若要恢復單脈沖響應須采用矩陣形式，并且一次只能測量陣列中的一行，陣列中的所有編碼發送完才能解碼得到單脈沖響應。而且，該傳統編碼理論對矩陣大小有一定要求，會導致測量系統設計復雜，從而限制了其在分布式傳感系統中的實際應用。
針對上述問題，該團隊提出了一種新型編/解碼方法，即采用一組二進制隨機數將光信號調制為光脈沖序列，將其注入到光纖中并檢測反射光信號，并將這組二進制隨機數的逆向量作為解碼向量(圖1)。這樣，只需要注入一組隨機數即可得到單脈沖的系統響應，并且在提高分布式光纖傳感系統性能的同時實現快速測量。利用該方法，在基于拉曼散射的拉曼光時域反射儀(ROTDR)上實現了10千米光纖長度的實時溫度檢測，在100千米光纖長度的布里淵時域分析(BOTDA)系統上采用723比特編碼，解碼后信號的信噪比為傳統單脈沖方法的8.5倍。
該項目研究成果將促進分布式光纖傳感系統的產業化進程，可服務于防災、市政管道監控和油氣管道監控等領域。
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
5月12日至30日，由中國氣象局氣象探測中心聯合錫林浩特國家綜合氣象觀測試驗基地，完成國產探空儀濕度傳感器的同球比對試驗。2025-06-11 11:34:29
-
近日，復旦大學集成電路與微納電子創新學院研究團隊、腦科學研究團隊，聯合中國科學院上海技術物理研究所團隊，經過7年攻關，共同開發出全...2025-06-06 11:27:15
-
賦能智能制造與安全運行的“精準之眼”，高精度壓力測量及校準線上會議即將開啟
2025年6月4日13:00，為突破測量精度極限、構建全生命周期校準體系，化工儀器網聯合福祿克測試儀器(上海)有限公司，共同舉辦“...2025-06-03 10:37:49 -
中國科學院自動化研究所從自然界魚類身上的側線系統獲得啟發，開發了一種名為FlowSight的仿生側線傳感器。2025-05-22 11:40:00
-
致力于推動國產工業溫控智能化 普泰克驚艷亮相CIBF2025
作為工業溫控領域的技術型企業，普泰克(上海)制冷設備技術有限公司(以下簡稱“普泰克”)攜其核心產品——新能源部件測試溫控系統驚艷亮...2025-05-19 10:48:45 -
近日，《自然》期刊宣布將于2026年1月推出《健康》《傳感》兩本子刊。2025-05-12 11:30:09
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
