基于Φ-OTDR振动数据的多维模态分析与振场反演
发布时间：2021-06-05 18:23
随着光纤通信行业日新月异的发展,全分布式光纤传感技术也随之诞生,它兼具了“光波传输的抗电磁干扰特性”和“光纤介质的材料特性”的优点,该技术种类繁多且侧重点也各不相同,相位光时域反射计（Phase Optical Time Domain Reflection,Φ-OTDR）监测的是分布式振动信号,拥有其它传感系统无法比拟的技术优势,非常契合大型工程监测中的技术特点,在土木建筑、石油化工、电力、通信、航空等这些行业领域中拥有良好的客观需求,受到了专家学者们的广泛关注。但是,在目前的Φ-OTDR技术研究中,主要集中于实验室或模拟环境中进行,研究的侧重点更多是面向采集仪器的研发和事件信号的识别等方面,缺乏与实际工程应用相结合,影响了Φ-OTDR技术更好地推广使用。因此本文从理论和工程相结合的角度出发,对Φ-OTDR技术所采集的振动信号进行分析梳理,发现Φ-OTDR技术在实际工程应用中的信号表达、信号采集、信号存储方面,尚存在着“缺乏分布式表达”、“光纤状态干扰”、“数据膨胀”等一些问题,总结主要有如下三个方面:（1）Φ-OTDR振动信号包含时间和长度两个维度,但是目前关于振动信号的模态分析研究...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２组织结构图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２．?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｃｈａｒｔｓ??第一章绪论介绍了课题背景与目的意义、国内外研宄现状，分别对光纤传感技??
布式振动这个概念，进行振动模态分析，因此，本文的多维振动模态主要是针对??（Ｄ－ＯＴＤＲ技术的分布式振动信号进行研究。??多维要素分析的具体技术路线图见图２－１所示。??／???ｌ〇－ＯＴＤＲ原始信号???????Ｉ???Ｉ???时间轴１?ｆ长度轴Ｍ小时空＾??５阻雷信作振?ｓ??磊尼ｇ噪用源?间??｜比篇比域点?差??、．人．人．人．」—，?／?ｖ＿＿＿ｙ??、ｉ?＾?ｉｒ?＾?ｔ?＾?＾?：?？二??＾＊＊５＾５＊６ｊ?ｆ?要素／??Ｓｒ＾Ｔ＾￣ｒ??振动模态的多维要素??Ｖ???图２－１第二章技术路线图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?＿?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｓｅｃｏｎｄ?ｃｈａｐｔｅｒ??针对本章内容，具体内容安排如下：??（１）
Ｏ－ＯＴＤＲ分布式振动信号是二维信号，因此可以看做长度轴上的信号平行于时??间轴，时间轴上的信号平行于长度轴，分布式振动信号在长度轴作用域上的某点的??信号时域状态变化，如图２－２〇）至图２－２（Ｊ）所示。??３??２?Ｉ??－２＊??＊３０?５００?１０００?１５００?２０００?２５００?３０００?３５０?４０００??采样点数／个??图２－２（ａ）?４．４米处信号波形图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２｛ａ）．?Ｔｈｅ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｉｇｎａｌ?ａｔ?４．４?ｍｅｔｅｒ??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]φ-OTDR在海底光缆扰动监测中的应用研究[J]. 李少卿,吴学智,余贝. 光纤与电缆及其应用技术. 2018(02)
[2]基于分布式光纤测温的电力电缆温度监测系统[J]. 李双厚,李庆延,张国庆,辛永恒. 山东工业技术. 2018(04)
[3]LPI radar signal detection based on the combination of FFT and segmented autocorrelation plus PAHT[J]. Chengzhi Yang,Zhiwei Xiong,Yang Guo,Bolin Zhang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2017(05)
[4]特征点压缩算法在分布式光纤桩基检测中的应用[J]. 苗鹏勇,王宝军,施斌,张其琪. 岩土力学. 2017(03)
[5]基于φ-OTDR技术的海缆扰动监测系统的研究[J]. 董向华. 光纤与电缆及其应用技术. 2016(03)
[6]PPP-BOTDA分布式光纤技术在白水河滑坡监测中的应用[J]. 易贤龙,唐辉明,吴益平,葛云峰,范小光,张申. 岩石力学与工程学报. 2016(S1)
[7]基于改进TESP算法的边防车辆类型声音识别[J]. 王艳,李文藻,张意,张卫华,李智,周激流. 四川大学学报(工程科学版). 2014(S2)
[8]光纤传感器在坚强智能电网中的应用前景[J]. 成冠峰. 光纤与电缆及其应用技术. 2011(03)
[9]基于光散射的分布式光纤温度传感器网络及其在智能电网中的应用[J]. 毕卫红,张燕君,苑宝义. 燕山大学学报. 2010(05)
[10]高压电缆用分布式光纤传感检测系统[J]. 李荣伟,李永倩. 光纤与电缆及其应用技术. 2010(01)
本文编号：3212672
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２组织结构图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２．?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｃｈａｒｔｓ??第一章绪论介绍了课题背景与目的意义、国内外研宄现状，分别对光纤传感技??
布式振动这个概念，进行振动模态分析，因此，本文的多维振动模态主要是针对??（Ｄ－ＯＴＤＲ技术的分布式振动信号进行研究。??多维要素分析的具体技术路线图见图２－１所示。??／???ｌ〇－ＯＴＤＲ原始信号???????Ｉ???Ｉ???时间轴１?ｆ长度轴Ｍ小时空＾??５阻雷信作振?ｓ??磊尼ｇ噪用源?间??｜比篇比域点?差??、．人．人．人．」—，?／?ｖ＿＿＿ｙ??、ｉ?＾?ｉｒ?＾?ｔ?＾?＾?：?？二??＾＊＊５＾５＊６ｊ?ｆ?要素／??Ｓｒ＾Ｔ＾￣ｒ??振动模态的多维要素??Ｖ???图２－１第二章技术路线图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?＿?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｓｅｃｏｎｄ?ｃｈａｐｔｅｒ??针对本章内容，具体内容安排如下：??（１）
Ｏ－ＯＴＤＲ分布式振动信号是二维信号，因此可以看做长度轴上的信号平行于时??间轴，时间轴上的信号平行于长度轴，分布式振动信号在长度轴作用域上的某点的??信号时域状态变化，如图２－２〇）至图２－２（Ｊ）所示。??３??２?Ｉ??－２＊??＊３０?５００?１０００?１５００?２０００?２５００?３０００?３５０?４０００??采样点数／个??图２－２（ａ）?４．４米处信号波形图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２｛ａ）．?Ｔｈｅ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｉｇｎａｌ?ａｔ?４．４?ｍｅｔｅｒ??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]φ-OTDR在海底光缆扰动监测中的应用研究[J]. 李少卿,吴学智,余贝. 光纤与电缆及其应用技术. 2018(02)
[2]基于分布式光纤测温的电力电缆温度监测系统[J]. 李双厚,李庆延,张国庆,辛永恒. 山东工业技术. 2018(04)
[3]LPI radar signal detection based on the combination of FFT and segmented autocorrelation plus PAHT[J]. Chengzhi Yang,Zhiwei Xiong,Yang Guo,Bolin Zhang. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2017(05)
[4]特征点压缩算法在分布式光纤桩基检测中的应用[J]. 苗鹏勇,王宝军,施斌,张其琪. 岩土力学. 2017(03)
[5]基于φ-OTDR技术的海缆扰动监测系统的研究[J]. 董向华. 光纤与电缆及其应用技术. 2016(03)
[6]PPP-BOTDA分布式光纤技术在白水河滑坡监测中的应用[J]. 易贤龙,唐辉明,吴益平,葛云峰,范小光,张申. 岩石力学与工程学报. 2016(S1)
[7]基于改进TESP算法的边防车辆类型声音识别[J]. 王艳,李文藻,张意,张卫华,李智,周激流. 四川大学学报(工程科学版). 2014(S2)
[8]光纤传感器在坚强智能电网中的应用前景[J]. 成冠峰. 光纤与电缆及其应用技术. 2011(03)
[9]基于光散射的分布式光纤温度传感器网络及其在智能电网中的应用[J]. 毕卫红,张燕君,苑宝义. 燕山大学学报. 2010(05)
[10]高压电缆用分布式光纤传感检测系统[J]. 李荣伟,李永倩. 光纤与电缆及其应用技术. 2010(01)
本文编号：3212672
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