自适应量程的光频域反射光纤传感互相关算法

作     者：薛渊泽 王学锋 唐才杰 高红春 Xue Yuanze;Wang Xuefeng;Tang Caijie;Gao Hongchun

作者机构：北京航天控制仪器研究所北京100854 北京光纤传感系统工程技术研究中心北京100094 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2021年第41卷第13期

页      面：162-169页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 0702[理学-物理学] 

主　　题：光纤光学 光频域反射 光纤分布式传感 互相关 温度传感 应变传感 

摘      要：光频域反射(OFDR)技术是一种基于频域分析的光学检测技术,通过互相关算法可以实现高空间分辨率的分布式光纤温度、应变传感,在航天器、飞行器等的结构健康监测中具有重要的作用。普通互相关运算在OFDR光纤温度、应变传感解调算法中存在测量量程较小和计算量较大的问题,限制了OFDR的大量程应用和解调速率的提高。为此,提出一种自适应量程的互相关算法,该算法不仅有效增大了OFDR的温度、应变测量量程,同时提高了系统的解调效率。实验验证了算法的可行性,并测试了算法的运行时间,结果表明该算法可使解调效率提高为原来的2.25倍;实际测量了20~500℃的大量程温度曲线,给出三次方曲线拟合,拟合残差0.1℃;在±3000με的范围内进行应变测试,测试误差≤5με。