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电工技术学报 2024年

作者：赖泽楷关向雨涂嘉毅林建港徐欣灵福州大学电气工程与自动化学院中铝山东新材料有限公司

为实现不同电工材料表面机械振动的非接触测量，搭建了全光纤1550nm激光多普勒测振系统(LDV)，针对不同电工材料表面粗糙度对反射光的影响以及IQ信号不平衡因子对解调波形的影响，提出一种融合材料表面粗糙度光学补偿和正交解调补偿的... 详细信息

为实现不同电工材料表面机械振动的非接触测量，搭建了全光纤1550nm激光多普勒测振系统(LDV)，针对不同电工材料表面粗糙度对反射光的影响以及IQ信号不平衡因子对解调波形的影响，提出一种融合材料表面粗糙度光学补偿和正交解调补偿的综合补偿算法。首先基于射线光学分析不同电工材料表面粗糙度对收发一体光学镜头耦合效率的影响，提出采用平凹-凹凹-平凸透镜方案的光学天线前端补偿算法。分析了IQ信号幅相不平衡对解调结果的影响，通过镜像抑制算法消除该影响，建立不平衡模型验证补偿算法的有效性。搭建了不同电工材料标定平台和气体绝缘开关(GIS)设备振动平台，对所提出的光学和信号补偿算法进行验证。结果表明本文所提光学补偿方法提高了21.92%的不同电工材料表面的激光平均耦合效率，信号补偿前的解调信号存在25.04 dB的镜像干扰比率（IIR），经过IQ信号补偿后，信号的信噪比提高了25.8 dB。验证了所研发的系统能够应用于不同电工设备表面3m～10 m距离和10Hz～2kHz频率范围机械振动的无损带电检测。

关键词：全光纤激光多普勒振动测量射线光学仿真光学天线正交解调补偿

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