基于PSO-SVM的Φ-OTDR系统模式识别研究

针对相位敏感光时域反射仪(phase sensitive optical time domain reflectometer,Φ-OTDR)系统中误报率高的问题,提出一种多域特征提取与粒子群算法优化支持向量机(particle swarm optimization-support vector machine,PSO-SVM)相结合的模式识别算法。首先,对原始信号进行差分处理后提取时域特征,并利用小波包分解方法,通过验证不同分解层数下的事件分类准确率,设定最优分解层数为6层,提取差分信号的能量特征。然后以SVM分类器为基础,利用PSO算法优化SVM分类器参数,提高光纤振动信号识别准确率。最后利用Φ-OTDR事件数据集进行验证,实验结果表明,该模式识别算法达到了95.6%的振动事件分类准确率。

基于频分复用φ-OTDR的高频振动检测与解调

相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)是一种借助光纤为传感媒介,检测外部振动信息的可靠方案。为提高系统的探测频率,设计了一种双脉冲频分复用结构的φ-OTDR系统。通过对双脉冲信号中的其中一路采用频分复用技术处理,产生用于检测动态相位变化的不同频率载波信号,使更多的探测脉冲可以同时在光纤中传输。并针对振动信号的解调,提出一种微分自交叉相除的反正切(PGC-DSD-Arctan)算法,解决了传统算法中解调效果受调制深度影响的问题,具有更好的适用性和更高的稳定性。通过搭建系统平台,可以有效地在10 km传感范围内检测并解调出20 kHz振动信号的相位和频率信息。

基于Φ-OTDR的海风机与海底电缆在线状态监测方法

利用自研的Φ-OTDR系统,在福建省某海上风电场开展了演示验证,实现了对海风机机组的启动-运行-停机等不同工况下的状态分析与诊断,总结了不同工况下的振动特征及诊断依据;以及针对海底电缆的水流冲击、锚害拖拽、抵近船只航行等监测预警功能,总结了不同海缆状态下及周边环境感知目标事件特征。实测结果证明该方案能够在线监测海风机与海底电缆状态,并有效感知周围环境,为提升海上风电场运维水平提供了可靠的技术途径。

基于双向OTDR测试的通信光缆故障智能检测方法

当前通信光缆故障检测时,主要通过单向光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer,OTDR)测试获取光缆运行数据,但仪表测试距离的限制会影响采集数据的完整程度,导致故障智能检测结果F1值较低。因此,提出一种以双向OTDR测试为核心的通信光缆故障智能检测方法。应用多个光时域反射仪建立双向OTDR测试方案,实时采集通信光缆运行数据,并结合双向拉曼分布式放大技术,弥补光纤传输损耗。依托于小波变换算法分解测试信号,从时域和频域2个方面提取光缆运行信号特征。利用故障树概念构建通信光缆故障树,检测出当前通信光缆存在故障类型,并定位故障点具体位置。实验结果表明:所提方法应用后,得出的通信光缆故障智能检测结果F1值为0.93,满足智能检测精度要求。

基于Ф-OTDR和POTDR结合的分布式光纤微扰传感系统

提出了一种ф-OTDR和POTDR相结合的分布式光纤微扰传感系统.该系统将窄线宽DFB激光器作为传感光源同时应用到ф-OTDR和POTDR中,在不增加成本的前提下使两种系统合为一体,可同时检测传输光脉冲的相位和偏振态的变化,并使它们并行运行以提高传感系统对微扰远程定位检测的准确度,从而大幅减小误判率和漏报率.同时采用小波分析的方法来降低传感信号的噪音以进行后续的处理.实验结果表明,传感系统在14km处获得具有较高信噪比的扰动信号,同时系统的空间分辨率也达到了50m.

光时域反射仪(OTDR)的研制

研制出了一台初步达到市场商品化标准的光时域反射仪。阐述了光时域反射仪的工作原理和制作方法 ,对它的每个组成部分 ,包括光器件、电子器件以及测量软件都做了说明。通过对光纤样品的测量 。

自构建光纤链路的OTDR测试实验及教学实践

为了加深学生对光纤基础知识、光纤连接及测试基本理论的理解,提高学生的工程应用能力,浙江大学信息工程(光电)专业在"光通信及集成光电子技术模块实习"中设置了光纤链路测试实验,要求学生基于光纤、跳纤、尾纤、光纤端面处理工具、连接器、衰减器和熔接机等实验器材,通过机械对接、法兰及熔接方式自行构建光纤链路,并使用光时域反射计(optical time domain reflectometer,OTDR)进行测试,并对光纤端面质量、接续效果以及链路构建的合理性进行评估。2a来的教学实践表明,通过这种"基于任务,边做边学"的自主式、探究式实验,学生不仅能掌握OTDR的使用要点、光纤的端面处理及接续方法,而且学生发现问题和解答问题的能力也有所提高。

OTDR测试盲区的研究与应用

文章介绍了光时域反射计(OTDR)测试盲区的指标定义和产生机理,提出了利用窄脉冲、宽带宽、程控滤波和衰减等技术减小测试盲区的解决办法。结果表明,运用这些方法和高速采样技术对现有产品改进后,实现了3m的测试事件盲区,满足了光纤器件和光纤局域网的小盲区测试。

OTDR系统中激光器驱动电路的设计

激光器驱动电路是光时域反射仪(OTDR)系统中的重要组成部分,其技术指标直接影响整个OTDR系统的工作性能。对OTDR系统中激光器驱动电路的设计原理进行了论述,讨论了驱动电路对激光器件的选择,详细给出了激光器驱动电路的硬件设计方案。该驱动电路实现了激光脉冲的大功率、脉冲宽度和脉冲频率可调,从而大大提高了OTDR系统动态探测范围和分辨率,同时充分考虑了对激光器的保护,具有很强的可行性和实用性。

基于OTDR的分布式光纤传感器原理及其应用

介绍了分布式光纤传感器的当前进展及发展趋势。总结了基于光时域反射(OTDR,BOTDR,ROTDR)的分布式光纤传感器的原理、优缺点、应用领域以及在应用中存在的问题。同时对当前产品的测量精度、测量范围等进行了归纳。

B-OTDR应变精度的提升

针对布里渊光时域反射计(B-OTDR)的应变测试精度要求,深入分析了影响B-OTDR应变测试精度的主要因素,并分别给出了相应的解决措施。实验结果表明:这些措施有效提升了B-OTDR的应变测试精度,在1m空间分辨率下,11km光纤的应变测试精度为±17.3με,优于工程应用中要求的±50με的应变测试精度。

基于φ-OTDR的振动检测研究型综合实验设计

设计了基于相位敏感光时域反射计(φ-OTDR)的车辆振动检测研究型教学实验。包括φ-OTDR基本原理、实验场地选择、关键参数确定、振动信号检测以及信号处理算法设计等。实践表明,针对常规幅值差分累加算法在振动信号解调中存在差分间隔依赖性问题,学生能融合所学数理知识提出一种简单、高可靠的振动信号检测方法。该方法不仅可以避免常规方法因差分间隔依赖性出现的振动误判问题,而且大幅增加了检测信号的信噪比。

电力通信中的光缆故障定位与处置对策分析

随着电力通信网络的不断发展,光缆作为传输介质的可靠性受到极大关注。光缆故障不仅会影响通信的稳定性,还会给电力系统的正常运行带来不利影响。因此,快速且准确地定位光缆故障点,并及时处理,已成为电力通信网络管理的重要任务。光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer,OTDR)曲线事件分析技术是光缆故障定位的核心技术。文章通过分析OTDR曲线事件分析技术,研究改进OTDR曲线事件分析技术,结合地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术设计电力通信光缆故障精确定位方案,并针对不同故障提出相应的处置对策。本研究旨在为电力通信网络中的光缆故障检测与定位提供技术支持,同时为提升电力通信网络的稳定性和可靠性提供理论依据。

基于Φ-OTDR的架空输电线路覆冰在线监测方法

利用ANSYS有限元分析软件建立等高架空输电线路有限元模型并进行模态分析,揭示了架空输电线固有频率与覆冰厚度间的单调递减规律,因此提出了一种基于相位敏感型光时域反射(Phase-sensitive optical time-domain reflectometer,Φ-OTDR)技术的输电线固有频率测定方法,通过反演覆冰厚度变化,实现覆冰在线监测。搭建了输电线覆冰模拟装置,Φ-OTDR设备的测试结果表明悬垂线的小幅度振动频率只与系统属性有关,而与外部激励无关,且悬垂线的固有频率随着覆冰层数的增加而降低,具有很好的单调性,从而为架空输电线路覆冰在线监测提供了一种潜在的全新解决方案。

OTDR事件检测和定位算法

对光缆线路故障的检测和定位技术进行了简要描述 ,提出了一种基于 Gabor变换的 OTDR事件分析算法 ,并对其算法性能进行了分析。该算法虽然在理论上对信噪比有一定的要求 ,即要达到大于 90 %的准确率 ,信噪比范围须达到 2 0 d B以上 ,但在实际工程应用中 ,该范围不难达到 。

浅谈OTDR在光缆的单盘检验中的应用

光缆单盘检验是光缆线路工程施工中准备阶段的一个重要环节。单盘检验中主要对光缆的长度、规格和光纤损耗等进行审核,而光缆单盘检验中主要测试的指标是光纤的损耗和长度,主要用到的仪器就是O TD R,以确定光缆的主要性能指标是否达标,并为后续的光缆配盘提供依据。

OTDR测试光纤故障点及应注意的几个问题

介绍了光时域反射仪(OTDR)的测试原理及其对光缆线路中经常出现的光纤故障点进行了分析,并简述了用OTDR测量时应注意的问题。

基于Ф-OTDR的管道光纤预警系统应用统计分析

基于Ф-OTDR分布式光纤传感的管道光纤预警系统,利用同沟敷设的光缆作为分布式振动传感器,连续实时检测管道周围的振动信号进行提前预警与定位,通过长输油气管道测试与应用效果展示,系统具有较高的预警灵敏度、定位精度和有效预警准确率。结合应用实际,构建“技防+人防”管道安全防护体系。

浅析OTDR使用过程中Ghost及伪增益的形成

本文对OTDR的原理及Ghost和伪增益的形成做了简单的分析,针对于实际工作中对故障点的定位提供了自己的经验和处理方法。

分布式光纤测温技术研究现状及发展趋势

综述了分布式光纤测温技术。阐述了基于散射光的分布式测温系统的原理,简述了依据传输光的分布式测温技术,并对所涉及的技术进行了比较。介绍了各分布式光纤测温技术的研究现状,最后展望了分布式光纤测温技术的发展趋势。