研究目的
利用粒子群优化(PSO)算法提升基于布里渊光频域反射计(BOCDR)的分布式温度传感(DTS)系统的温度分辨率与空间分辨率。
研究成果
基于BOCDR-PSO的分布式温度传感系统通过优化光纤有效折射率、泵浦波长和声速等参数,实现了更高的温度分辨率(约0.839°C)和空间分辨率(约43厘米)。该系统适用于结构健康监测和火灾探测等实时传感领域。
研究不足
基于BOCDR的分布式温度传感系统存在基频偏移误差限制,这会影响温度测量精度。其空间分辨率也受限于系统的设计参数。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用布里渊光频域反射(BOCDR)技术进行分布式温度传感,并通过粒子群优化(PSO)算法优化系统参数。
2:样本选择与数据来源:
使用500米标准单模光纤(SMF)作为被测光纤(FUT),其中6米段光纤被加热至不同温度。
3:实验设备与材料清单:
包括窄线宽分布反馈式(DFB)激光器、掺铒光纤放大器(EDFA)、光电探测器(PD)、电谱分析仪(ESA)以及用于仿真的MATLAB 15.0软件。
4:0软件。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:对被测光纤施加温度变化,通过测量布里渊频移(BFS)估算温度分布,并应用PSO算法最小化BFS误差。
5:数据分析方法:
基于优化参数分析性能指标(温度与空间分辨率)。
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获取完整内容-
MATLAB
version 15.0
MathWorks
Simulation and data analysis
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Distributed feedback (DFB) laser
Generates an optical signal with a specific frequency
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Erbium-doped fiber amplifier (EDFA)
Amplifies the optical signal
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Photodetector (PD)
Converts optical signals into electrical signals
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Electrical spectrum analyzer (ESA)
Analyzes the frequency spectrum of electrical signals
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