Otimização do desempenho do sistema distribuído de detecção de vibrações por fibra óptica baseado em nível de ruído virtual

WANG Zihao ,  

FENG Yuxiang ,  

LIU Zhikai ,  

LYU Lidong ,  

摘要

O sistema distribuído de detecção de vibrações por fibra óptica geralmente utiliza o método de razão relativa de intensidade para identificação e localização de eventos, mas este algoritmo ignora o efeito do nível de ruído na faixa dinâmica do sistema, restringindo a precisão da localização e a faixa dinâmica. Este artigo investiga a relação entre o tamanho do nível de ruído e a faixa dinâmica do sistema, garantindo a precisão da localização. Um nível de ruído virtual relacionado à tensão média da amplitude próxima a zero é adicionado ao sinal de retroespalhamento no domínio temporal óptico, propondo um algoritmo de otimização do desempenho do sistema baseado nesse nível de ruído virtual. Foi montado um sistema de refletometria sensível à fase com pulsos a laser de 50 ns, e foram realizados testes de localização de eventos vibracionais em uma fibra óptica de aproximadamente 15 km. Baseado no algoritmo de otimização do nível de ruído virtual, os dados originais de retroespalhamento foram subtraídos do nível de ruído, e foram adicionados níveis de ruído virtual de 25%, 50%, 75%, 100%, 125%, 150%, 175% e 200% da média da amplitude próxima de zero do sinal. O nível de ruído virtual ótimo para a faixa dinâmica do sistema e a relação sinal-ruído do sinal de vibração foi determinado, sendo o nível de ruído aproximadamente 75% da média da amplitude próxima de zero do sinal. Em comparação com o método tradicional de razão relativa de intensidade, a faixa dinâmica do sistema foi melhorada em 11,26 dB, e a introdução do nível de ruído virtual melhorou o desempenho do sistema reduzindo a sensibilidade nas posições de amplitude próxima a zero.

关键词

Sensoriamento distribuído por fibra óptica; refletometria no domínio temporal óptico; monitoramento de vibração; faixa dinâmica; ruído virtual

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