分布式声波传感系统及信号处理方法技术方案

技术编号:41503856 阅读:17 留言:0更新日期:2024-05-30 14:45
本发明专利技术提供了一种分布式声波传感系统及信号处理方法,该信号处理方法包括获取分布式声波传感系统输出的瑞利散射信号,瑞利散射信号包括外界振动信息;根据瑞利散射信号,获得瑞利散射信号随时间、空间变化的时空响应图;根据时空响应图,计算瑞利散射信号的相位包络,以滤除时空响应图中的噪声信号,获得第一时空响应图;对第一时空响应图进行分布式二值化处理,获得第一数据矩阵;在时间维度对第一数据矩阵进行压缩,获得第二数据矩阵,以分离出噪声信号;利用卷积核对第二数据矩阵进行卷积操作,以滤除噪声信号,获得第三数据矩阵;对第三数据矩阵进行二值化处理,获得第四数据矩阵;对第四数据矩阵进行霍夫变换,以获取外界振动信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的至少一种实施例涉及光纤传感技术应用,更具体地涉及一种分布式声波传感系统及信号处理方法


技术介绍

1、分布式声波传感技术(distributed acoustic sensing,das)是一种新型振动观测技术,利用激光在光纤中的背向瑞利散射进行振动探测。该技术使用光纤同时作为传感器及传输手段,易于铺设安装,不受电磁干扰,可实现超高密度,长距离,宽频带的实时振动探测,因而在安防、交通监测、地下结构成像等领域有广泛的研究与应用前景。

2、分布式声波传感技术利用相位敏感光时域反射计进行光纤应变测量。通过时域反射计原理,每向光纤发送一次脉冲光可得到此时刻整根光纤沿途振动情况,空间分布率达米级。连续向光纤发送脉冲光,可得到各位置振动随时间的变化,经过一定时间累计,可得到振动随时间、空间变化的二维时空响应图。对二维时空响应图中的变化量进行分析即可获取振动信息。

3、在车流监测、地铁、火车监测、振动源识别等领域,扰动信号在二维时空响应图中以直线形式存在,直线的斜率、截距等信息反映了扰动源的速度与位置。目前,对于分布式声波传感输出的二本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种分布式声波传感系统信号处理方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的分布式声波传感系统信号处理方法,其特征在于,所述根据所述瑞利散射信号,获得所述瑞利散射信号随时间、空间变化的时空响应图包括:

3.根据权利要求2所述的分布式声波传感系统信号处理方法,其特征在于,所述对所述瑞利散射信号分别进行时间维度和空间维度上的差分的计算公式满足:

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的分布式声波传感系统信号处理方法,其特征在于,所述对所述第一时空响应图进行分布式二值化处理,获得第一数据矩阵包括:

5.根据权利要求4所述的分布式声波...

【技术特征摘要】

1.一种分布式声波传感系统信号处理方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的分布式声波传感系统信号处理方法,其特征在于,所述根据所述瑞利散射信号,获得所述瑞利散射信号随时间、空间变化的时空响应图包括:

3.根据权利要求2所述的分布式声波传感系统信号处理方法,其特征在于,所述对所述瑞利散射信号分别进行时间维度和空间维度上的差分的计算公式满足:

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的分布式声波传感系统信号处理方法,其特征在于,所述对所述第一时空响应图进行分布式二值化处理,获得第一数据矩阵包括:

5.根据权利要求4所述的分布式声波传感系统信号处理方法,其特征在于,所述根据所述第一时空响应图,获得所述第一时空响应图中每个空间点的位置阈值包括:

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘树彬周凡曹喆
申请(专利权)人:中国科学技术大学
类型:发明
国别省市:

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