基于小波的分布式光纖溫度傳感器系統(tǒng)的設計.pdf

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

2、監(jiān)視等許多領域.該文綜述了當前三種基于后向散射的分布式光纖溫度測量系統(tǒng)的理論基礎和最新進展,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)進行詳細分析的基礎上,針對喇曼散射信號的特點,結合小波多分辨率分析的優(yōu)點,提出了應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).溫度響應時間是系統(tǒng)

3、的一個關鍵指標,它與系統(tǒng)的溫度分辨率有一定的制約關系.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對上述方法進行了仿真,仿真結果表明,去噪的效果較好.在上述理論研究的基礎上,將小波去噪算法進行了實際應用,應