光時域反射儀中信號處理方法的研究
光時域反射儀小波閾值濾波的方法能比較有效地降噪并識別出擾動信息,但需要找到合適的小波基及其分解層次。在實際應(yīng)用中通過采用多種小波基共同作用的綜合判斷法,可以減少系統(tǒng)的誤判、漏判,提高系統(tǒng)的準確性。
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。
相位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。
信號處理方案如圖2所示,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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