公开(公告)号：CN109951223B

公开(公告)日：2021-09-21

申请号：CN201910196738.2

申请日：2019-03-15

申请人： 山东大学

发明人： 秦增光 ,  刘兆军 ,  丛振华 ,  渠帅

IPC分类号： H04B10/071

摘要： 本发明涉及一种随机单脉冲采样在相位敏感OTDR传感中恢复信号及频率的方法，用于相敏型OTDR中信号重构及频率恢复，包括步骤如下：(1)确定与实验时所需要的正弦信号相对应的观测矩阵Φ；(2)确定与观测矩阵Φ相对应的观测向量y；(3)利用离散傅里叶变换矩阵得出信号的稀疏矩阵；(4)利用正交匹配追踪算法OMP对其进行信号重构及频率恢复；(5)通过傅里叶变换，将信号有时域变换到频域，进而得到信号、频率。本发明可以对信号进行以较低的采样频率恢复高频信号，使得所采用的传感器的采样和计算成本大大降低。

公开(公告)号：CN113188461A

公开(公告)日：2021-07-30

申请号：CN202110491632.2

申请日：2021-05-06

申请人： 山东大学

发明人： 刘兆军 ,  杨文晨 ,  秦增光 ,  徐演平 ,  丛振华 ,  渠帅 ,  王泽群 ,  李帅

IPC分类号： G01B11/16 ,  G01D5/26

摘要： 本发明提供一种高空间分辨率下的OFDR大应变测量方法，本发明在OFDR系统测量应变中，首先将光纤上对应各个位置的传统的一维互相关处理结果信号转化为二维图像信号，在二维图像的基础上通过全变分去噪算法或小波去噪算法对图像进行去噪处理，再将处理后的图像进行下一步运算，最终得到高空间分辨率下大应变的测量结果。其优点在于，本发明所提出的基于小波去噪算法的OFDR传感系统通过对二维图像信息的去噪处理，不仅能够提高系统空间分辨率，而且能够有效去除大应变测量结果的异常值，提高测量的准确性，实现高空间分辨率下的大应变测量。

公开(公告)号：CN110657878A

公开(公告)日：2020-01-07

申请号：CN201910890079.2

申请日：2019-09-20

申请人： 山东大学

发明人： 秦增光 ,  王恒 ,  刘兆军 ,  丛振华 ,  李钊 ,  渠帅

IPC分类号： G01H9/00 ,  G01D5/353

摘要： 本发明涉及一种基于马赫-曾德干涉仪与φ-OTDR的采音分布式光纤传感系统，包括激光器、第一耦合器、光调制器、第一光纤放大器、光纤环形器、第二光纤放大器、第一光电探测器、第二耦合器、第三耦合器、光纤拾音盒、第二光电探测器、数据采集处理模块和四芯探测光纤，第二耦合器与第三耦合器形成马赫-曾德干涉仪系统，通过光纤拾音盒实现声音采集功能，光纤环形器与四芯探测光纤形成φ-OTDR，实现分布式光纤传感功能，传感系统同时实现声音采集与分布式光纤传感功能，同时，共用同一根四芯探测光纤，提高光纤资源利用率。

公开(公告)号：CN109951223A

公开(公告)日：2019-06-28

申请号：CN201910196738.2

申请日：2019-03-15

申请人： 山东大学

发明人： 秦增光 ,  刘兆军 ,  丛振华 ,  渠帅

IPC分类号： H04B10/071

摘要： 本发明涉及一种随机单脉冲采样在相位敏感OTDR传感中恢复信号及频率的方法，用于相敏型OTDR中信号重构及频率恢复，包括步骤如下：(1)确定与实验时所需要的正弦信号相对应的观测矩阵Φ；(2)确定与观测矩阵Φ相对应的观测向量y；(3)利用离散傅里叶变换矩阵得出信号的稀疏矩阵；(4)利用正交匹配追踪算法OMP对其进行信号重构及频率恢复；(5)通过傅里叶变换，将信号有时域变换到频域，进而得到信号、频率。本发明可以对信号进行以较低的采样频率恢复高频信号，使得所采用的传感器的采样和计算成本大大降低。

公开(公告)号：CN111579048B

公开(公告)日：2021-07-16

申请号：CN202010395058.6

申请日：2020-05-12

申请人： 山东大学

发明人： 秦增光 ,  王恒 ,  刘兆军 ,  徐演平 ,  丛振华 ,  渠帅 ,  李钊 ,  冯玉茹

IPC分类号： G01H9/00

摘要： 本发明公开了一种基于滑动时间选通的OFDR系统振动检测方法，其方法为在OFDR系统数据处理过程中利用一种时间选通的方法对采集到的数据进行处理，实现对光纤沿线的振动信号检测；同时，通过设置滑动步长，提高了数据处理的有效采样率，从而增加了系统的频率响应范围。

公开(公告)号：CN111579049B

公开(公告)日：2021-04-20

申请号：CN202010395091.9

申请日：2020-05-12

申请人： 山东大学

发明人： 秦增光 ,  李钊 ,  刘兆军 ,  徐演平 ,  丛振华 ,  渠帅 ,  王恒 ,  冯玉茹

IPC分类号： G01H9/00

摘要： 本发明公开了一种基于单次测量的OFDR系统振动检测方法，在OFDR系统中采用保偏光纤作为传感光纤，不需要采集参考信号，通过采集具有振动信息的信号，并利用自相关函数计算，根据自相关结果得到的两个边锋来获得沿光纤传感方向的振动信号检测。

公开(公告)号：CN111896095A

公开(公告)日：2020-11-06

申请号：CN202010516348.1

申请日：2020-06-09

申请人： 山东大学

发明人： 秦增光 ,  李钊 ,  刘兆军 ,  徐演平 ,  丛振华 ,  渠帅

IPC分类号： G01H9/00

摘要： 本发明公开了一种基于HHT变换的分布式光纤双M-Z干涉仪的振动定位方法，具体步骤为，S1.取一段振动光纤信号S(t)按分段三次Hermite差值多项式做经验模态分解EMD，得到本征模态函数IMFs；S2.对分解得到的IMFs做Hilbert变换得到原始信号S(t)的瞬时频率；S3.将所有本征模态函数IMFs做HT后的结果叠加，得到Hilbert谱；S4.根据Hilbert谱峰值位置提取包含振动信息的信号段Sp(t)；S5.将提取出的信号段Sp(t)做互相关运算及定位运算得出振动位置信息。其优点在于，提取有振动的区域信号做互相关计算得到时间延迟，有利于提高定位精度，减少计算时间。

公开(公告)号：CN109391321A

公开(公告)日：2019-02-26

申请号：CN201811381961.6

申请日：2018-11-20

申请人： 山东大学

发明人： 秦增光 ,  渠帅 ,  刘兆军 ,  丛振华

IPC分类号： H04B10/071

摘要： 本发明涉及一种相位敏感OTDR信号的扰动定位方法。本发明通过对相位敏感型OTDR传感曲线进行多组数据采集并叠加，对采集到的二维矩阵数据进行处理，利用没有噪声信号的全变分比有噪声的全变分小很多的特点，将相位敏感型OTDR中的去噪问题归结为最小化问题，之后通过梯度下降法对数据进行处理并求解，从而达到抑制背景噪声的目的，以此来寻找真实扰动的位置。

公开(公告)号：CN113218320B

公开(公告)日：2022-01-28

申请号：CN202110491630.3

申请日：2021-05-06

申请人： 山东大学

发明人： 刘兆军 ,  王泽群 ,  秦增光 ,  徐演平 ,  丛振华 ,  渠帅 ,  杨文晨 ,  李帅

IPC分类号： G01B11/16

摘要： 本发明公开了一种基于距离域补偿的OFDR大应变测量方法，通过求出的光谱偏移量计算出该位置光纤所受应变大小，从而根据应变计算出该位置光纤形变量Δxi，并对第一份局部测量信号在距离域上进行递归补偿，即xi+1＝xi+Δxi；依次对测量信号进行递归的距离域补偿，从而提高测量信号与参考信号的相关性，提高应变测量的准确性；其优点在于，本发明所提出的基于距离域补偿的OFDR传感系统可以提高测试信号和参考信号的相关性，从而极大提高系统的应变测量范围，实现OFDR系统的大应变测量。

公开(公告)号：CN111609916B

公开(公告)日：2021-04-23

申请号：CN202010395080.0

申请日：2020-05-12

申请人： 山东大学

发明人： 秦增光 ,  渠帅 ,  刘兆军 ,  徐演平 ,  丛振华 ,  李钊 ,  冯玉茹 ,  王恒

IPC分类号： G01H9/00

摘要： 本发明公开了一种基于压缩感知的OFDR分布式振动传感检测方法，包括步骤如下：S1.确定与所需要的振动信号相对应的观测矩阵Φ；S2.确定与观测矩阵Φ相对应的观测向量y；S3.利用离散傅里叶变换矩阵得出信号的稀疏矩阵Ψ；S4.利用正交匹配追踪算法对采集到的数据进行信号重构及频率恢复；S5.通过傅里叶变换，将信号由时域变换到频域，进而得到信号频率。其优点在于，不仅节省了大量的数据存储空间，还保证了运行速率的提升，大大降低了信号的存储空间及运行速率。